Klinische Pathophysiologie E-Book

• Herausgeber: Thieme
• Kategorie: Fachliteratur
• Sprache: Deutsch

Seitenzahl: 3186

Veröffentlichungsjahr: 2020

Beschreibung

Das Warum verstehen!

Das Verständnis der Pathophysiologie ist die Basis für eine begründete und präzise Diagnostik und Therapie. Das Wissen über die Entstehung der verschiedenen Krankheiten sowie über die Bedeutung von Mutationen und Störungen physiologischer Abläufe hat in den vergangenen Jahren enorm zugenommen. Die 11. Auflage des etablierten Standardwerks, begründet von Walter Siegenthaler, trägt dem Rechnung. Es eröffnet Ihnen den Zugang zu den grundlegenden medizinischen Fragestellungen. Durch seinen Praxisbezug schlägt es zudem die Brücke zur Klinik.

• Übersichtliche Kapitelstrukturierung: Physiologische Grundlagen, allgemeine und spezielle Pathophysiologie
• Didaktische Aufbereitung: Merke-Boxen, Abbildungen, Schemata und Tabellen
• Interessante Hintergrundinformationen: "The story behind"

Jederzeit zugreifen: Der Inhalt des Buches steht Ihnen ohne weitere Kosten digital in der Wissensplattform eRef zur Verfügung (Zugangscode im Buch). Mit der kostenlosen eRef App haben Sie zahlreiche Inhalte auch offline immer griffbereit.

Leseprobe

Klinische Pathophysiologie

Hubert Erich Blum, Dirk Müller-Wieland

Beatrice Amann-Vesti, Christian Arnold, Robert Bals, Sebastian Bauer, Maik Behrens, Felix Beuschlein, Ann-Kathrin Birck, Michael Böhm, Stefan R. Bornstein, Anja Bosy-Westphal, Volker Brass, Ulrich Büttner, Marcus Deschauer, Arnold von Eckardstein, Fikret Er, Michael Fromm, Dagmar Führer-Sakel, Baptist Gallwitz, Steffen Gay, Matthias Gruber, Martin Halle, Michael Hallek, Peter Hasselblatt, Dieter Häussinger, Johannes Hensen, Olaf Hiort, Ulrich Hoffmann, Paul Martin Holterhus, Franz Josef Jakob, Lukas Jerrentrup, Lothar Kanz, Stefan Kaufmann, Karl Martin Klein, Sabine Kliesch, Olaf Krause, Karl-Anton Kreuzer, Frank Lammert, Peter Lamprecht, Ulrich Laufs, Andreas Link, Bettina Löffler, Michael Ludwig, Christoph Maack, Heinrich Mattle, Martin Merkel, Wolfgang Meyerhof, Lars Möller, Darius Moradpour, Manfred James Müller, Martin Müller, Ulf Müller-Ladner, Christoph Neumann-Haefelin, Wolfgang H. Oertel, Ulf Panzer, Thomas Pap, Eberhard Passarge, Hans-Hartmut Peter, Werner J. Pichler, Mathias Pletz, Martin Reincke, Felix Rosenow, Joachim Röther, Tom Schaberg, Bruno Scheller, Christoph Schindler, Erwin Schleicher, Jochen Schopohl, Maria Schubert, Hendrik Schulze-Koops, Henning Schwacha, Cornel Sieber, Hortense Slevogt, Barbara Sonntag, Rolf A. K. Stahl, Christian Strasburger, Federico Tatò, Rudolf Tauber, Friedrich Thaiss, Jonas Töle, Christian Ukena, Claus Franz Vogelmeier, Reinhard E. Voll, Klaus Warnatz, Katja C. Weisel, Ulrich Wenzel, Walter Zidek, Marek Zygmunt

11., unveränderte Auflage

670 Abbildungen

Vorwort

Die „Klinische Pathophysiologie“ erschien von der 1. Auflage 1970 bis zur 9. Auflage 2006 unter dem engagierten und kenntnisreichen Herausgeber Professor Walter Siegenthaler. In dieser Zeit ist die „Klinische Pathophysiologie“ zu einem Standardwerk und einer Brücke zwischen der Grundlagenforschung und der Klinik geworden. Das Buch erfreute sich sowohl bei Medizinstudierenden wie auch bei Ärztinnen und Ärzten großer Beliebtheit als didaktisch gelungenes Lehrbuch sowie als praxisorientiertes Nachschlagewerk.

Nachdem Professor Walter Siegenthaler im Jahr 2010 verstorben war, haben nun wir uns der Herausforderung gestellt, die Herausgabe der 10. Auflage zu übernehmen. Nach über zehn Jahren zwischen der letzten und der Ihnen jetzt vorliegenden Auflage war eine grundlegende Neubearbeitung des Werkes erforderlich. Grund dafür ist der zwischenzeitlich enorme biomedizinische Wissenszuwachses und die damit verbundene Relevanz für das aktuelle Verständnis der Pathogenese von Erkrankungen. Dazu gehört unter anderem die erfolgreiche Entschlüsselung des menschlichen Genoms durch das weltweite Human Genome Organization (HUGO)-Projekt und die damit verbundenen enormen methodischen Entwicklungen mit der Möglichkeit der automatisierten DNA-Sequenzierung von Einzelpersonen/Patienten und „Omics“-Analysen (Genomics, Transkriptomics, Proteomics, Metabolomics); oder die Genome-Wide Association Studies (GWAS) im Rahmen des ebenfalls weltweiten Haplotype Map (HapMap) Konsortiums, durch die bestimmte Einzelnukleotid-Polymorphismen (SNPs) im Genom die individuelle Disposition für bestimmte Erkrankungen bereits im Nabelschnurblut erkennen lassen. Weitere Beispiele sind das Human Microbiome Project (HMP), das die Bedeutung aller den Menschen in verschiedenen Ökosystemen (Haut, Luftwege, Intestinum u. a.) besiedelnden Mikroben (Bakterien, Archaea, Viren, Pilze) für Gesundheit und Krankheiten klären soll; oder das „International Cancer Genome Project“, in dessen Rahmen die genomischen Alterationen der verschiedenen Tumoren des Menschen identifiziert und die daraus folgenden klinischen Implikationen für Diagnostik, Prognose, Therapie und Prävention etabliert werden sollen.

Für die komplett überarbeitete Neuauflage konnten viele bewährte Autoren und zahlreiche neue Kolleginnen und Kollegen gewonnen werden. Ihnen allen gilt unser ganz großer Dank für ihr vorbildliches Engagement, mit dem sie neben ihren vielfältigen täglichen Aufgaben ihre Kapitel umfassend aktualisiert und neue Perspektiven aufgezeigt haben. Ein besonderer Dank gilt auch den im Laufe der Zeit verlagsseitig Beteiligten, die mit großem persönlichem Einsatz und eindrucksvoller Professionalität zum Erscheinen der Ihnen vorliegenden 10. Auflage der „Klinischen Pathophysiologie“ beigetragen haben. Stellvertretend für viele seien hier Dr. Susanne Ristea, Dr. Claudia Fischer und Cornelia Haase, Dr. Anne Frohn und Dr. Elisabeth Bouché sowie Marion Holzer und Katharina Weber genannt.

Wir hoffen, dass die 10. Auflage die bisherige große Tradition von Siegenthaler’s Klinischer Pathophysiologie fortsetzen und als Standardwerk für die nächste Generation von Medizinstudierenden sowie als nützliches Nachschlagewerk für praktizierende Ärzte dienen wird.

Wir sind fest davon überzeugt, dass trotz aller rasanten Entwicklungen, ein Verständnis pathophysiologischer Zusammenhänge die Diagnostik und Therapie von Krankheiten erleichtert und unsere tägliche klinische Praxis verbessert.

Im Mai 2018Hubert E. BlumDirk Müller-Wieland

Abkürzungsverzeichnis

AAT

α

1

-Antitrypsin

AAV

ANCA-assoziierte Vaskulitiden

ACCP

American College of Chest Physicians

ACD

Anämie der chronischen Erkrankung

ACE

Angiotensin-Converting-Enzym

Ach

Acetylcholin

ACHR

Acetylcholinrezeptor

ACOS

Asthma-COPD Overlap Syndrome

ACT

Atermisinin based Combination

ACTH

adrenokortikotropes Hormon

ADA

Adenosin-Deaminase

ADAM

A Disintegrin and Metalloproteinase

ADAMT

A Disintegrin and Metalloproteinase with Thrombospondin Motif

ADC

Wasserdiffusionskoeffizient (Apparent Diffusion Coefficient)

ADCC

Antigen-dependent cellular Cytotoxicity; Antibody-dependent Cell-mediated Cytotoxicity

ADH

antidiuretisches Hormon

ADL

Aktivitäten des täglichen Lebens

ADME

Adsorption, Distribution, Metabolismus, Exkretion

ADP

Adenosindiphosphat

AEE

Energieverbrauch für körperliche Aktivität (Activity Energy Expenditure)

aFAP

attenuierte Form der familiären adenomatösen Polyposis

AGE

Advanced Glycation End Product

AGEP

akute generalisierte exanthematische Pustulose

AgRP

Agouti-related Protein

AGS

adrenogenitales Syndrom

AHA

American Heart Association

AID

Activation induced Deaminase

AIDS

erworbenes Immundefektsyndrom (Acquired Immune Deficiency Syndrome)

AIHA

autoimmunhämolytische Anämie

AII

A. iliaca interna

AIMAH

ACTH-independent macronudular adrenal Hyperplasia

AIP

Aryl-Hydrocarbon-Rezeptor-interagierendes Protein

AIT

amiodaroninduzierte Hyperthyreose

AK

Antikörper

ALAS

Aminolävulinsäure-Synthetase

ALE

Advanced Lipoxidation End Product

ALL

akute lymphatische Leukämie

ALPS

autoimmunes lymphoproliferatives Syndrom

ALS

amyotrophe Lateralsklerose

ALT

Alanin-Aminotransferase

AM

Alveolarmakrophagen

AMA

antimitochondrialer Antikörper

AMH

Anti-Müller-Hormon

AMI

A. mesenterica inferior

AML

akute myeloische Leukämie

AMP

Adenosinmonophosphat

AMPK

AMP-Kinase

AMS

A. mesenterica superior

ANCA

anti-neutrophile zytoplasmatische Antikörper

ANF

atriales natriuretisches Peptid (Atrial natriuretic Factor)

Ang

Angiotensin

ANH

atriales natriuretisches Hormon

ANP

alkalische Neutrophilenphosphatase; atriales natriuretisches Peptid (Atrial natriuretic Peptide)

ANV

akutes Nierenversagen

AOPP

Advanced Oxidation Protein Product

AP

alkalische Phosphatase; Akzelerationsphase

APC

aktiviertes Protein C; antigenpräsentierenden Zelle (Antigen Presenting Cell); adenomatöse Polyposis coli

Apo

Apoprotein

APRIL

Activation and Proliferation-induced Ligand

APS

autoimmun polyglanduläres Syndrom

APUD

Amine Precursor Uptake and Decarboxylation

APZ

antigenpräsentierende Zelle

AQP

Aquaporin

AR

Adrenozeptor

ARDS

Acute Respiratory Distress Syndrome

ARMS

allelspezifische PCR-Amplifikation (Allele-specific Refractory Mutation System)

ARQ

Aldosteron-Renin-Quotient

AS

Angelman-Syndrom; ankylosierende Spondylitis

ASA

Arginin-Succinat-Säure

ASBT

Apical Sodium-dependent Bile Salt Transporter

ASS

Acetylsalicylsäure

ATC

anaplastisches Schilddrüsenkarzinom

ATGL

adipozytenspezifische Triglyzeridlipase

ATIII

Antithrombin III

ATN

akute tubuläre Nekrose

ATP

Adenosintriphosphat

ATRA

All-Trans-Retinolsäure

AV

atrioventrikulär

AVNRT

AV-Knoten-Reentry-Tachykardie (Atrioventricular nodal Reentry Tachycardia)

AVP

Arginin-Vasopressin

AZF

Azoospermiefaktor

BAT

braunes Fettgewebe (Brown adipose Tissue)

BC

Blastenkrise

BCG

Bacille Calmette-Guérin

BCM

Körperzellmasse (Body Cell Mass)

BCR

B-Zell-Rezeptor

BCRP

Breast Cancer Resistance Protein

BDNF

Brain-derived neurotropic Factor

BE

Basenüberschuss (Base Excess)

bFGF

basischer Fibroblastenwachstumsfaktor (Basic Fibroblast Growth Factor)

BFU

Burst Forming Unit

BFU-E

Erythroid Burst Forming Unit

BGA

Blutgasanalyse

BIA

Bioimpedanzanalyse

Blys

B Lymphocyte Stimulator

BMI

Body Mass Index

BMP

Bone morphogenetic Protein

BNF

Brain natriuretic Factor

BNP

Brain natriuretic Peptide

bp

Basenpaar

BRC

B-Zell-Rezeptor

BSEP

Bile Salt Export Pump

BSG

Blutsenkungsgeschwindigkeit

BTK

Brutontyrosinkinase

BTLA

B and T Lymphocyte Attenuator

BWS

Beckwith-Wiedemann-Syndrom

CA

Carboanhydrase

cAMP

zyklisches Adenosinmonophosphat

cANCA

zytoplasmatischer Antineutrophilen-Antikörper

CaR

extrazelluläres Kalzium

CART

cocain- und amphetaminreguliertes Transkript

CaSR

Kalzium-Sensing-Rezeptor

CBAVD

kongenitale bilaterale Aplasie der Vasa deferentia

CBF

zerebraler Blutfluss; Core Binding Factor

CBG

Corticosteroid Binding Globulin/Transcortin

CBV

zentrales Blutvolumen

CCK

Cholezystokinin

CCP

zyklisches zitrulliniertes Peptid

CD

Cluster of Differentiation

CDA

kongenitale dyserythropoetische Anämie

CDC

Complement dependent Cytotoxicity; Center for Disease Control and Prevention

CDG

Congenital Disorders of Glycosylation

C. diff.

Clostridium difficile

cDNA

komplementäre DNA

CDR

Complementarity Determining Region

CDT

Carbohydrate-Deficient-Transferrin

CEACAM

Carcinoembryonic Cell Adhesion Molecule

CED

chronisch entzündliche Darmerkrankung

CESD

Cholesterylester-Speicherkrankheit

CETP

Cholesterinester-Transferprotein

CF

zystische Fibrose

CFTR

Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator

CFU

Colony Forming Unit

CFU-E

Erythroid Colony Forming Unit

CFU-GEMM

Colony Forming Units – Granulocytes/Erythrocytes/Macrophages/Megakaryocytes

CFU-GM

Colony Forming Units – Granulocytes/Macrophages

CGA

Comprehensive geriatric Assessment

cGAS

GMP-AMP-Synthase

CGH

vergleichende Genomhybridisierung (Comparative Genome Hybridization)

cGMP

zyklisches Guanosinmonophosphat

CGRP

Calcitonin Gene related Peptide

CHH

kongenitaler hypogodatroper Hypogonadismus

ChREBP

Carbohydrate-Response-Element-Binding-Protein

CID

Zytomegaliesyndrom

CIMP

CpG Island Methylator Phenotype

CINCA

Chronic infantile, neurological, cutaneous and articular Syndrome

CIRCI

Critical Illness-related corticosteroid Insufficiency

CK

Creatinkinase

CK-MB

Creatinkinase-Myokardtyp

CLA

konjugierte Linolsäure

CLL

chronische lymphatische Leukämie

CLP

Common lymphoid Progenitor

CLR

C-Type-Lectin-Rezeptor

CmC

chronische mukokutane Candidiasis

CML

chronische myeloische Leukämie

CMP

Common myeloid Progenitors

CMV

Zytomegalievirus

CNP

C-natriuretisches Peptid (C-natriuretic Peptide)

CNV

Kopienzahlvariationen (Copy Number Variations)

CoA

Coenzym A

COMP

Cartilage oligomeric Protein

COMT

Katecholamin-O-Methyltransferase

COPD

chronisch obstruktive Lungenerkrankung

COX

Cyclooxygenase

CP

chronische Phase

CPAP

kontinuierlich positiver Atemwegsdruck (Continuous positive Airway Pressure)

CPEO

chronisch progrediente externe Ophthalmoplegie

CPT

Carnitin-Palmityl-Transferase

CR

kohlenhydratarme Reduktionsdiät

CRC

Clinical Research Center

CRF

Corticotropin-Releasing-Faktor

CRH

Corticotropin-Releasing-Hormon

CRP

C-reaktives Protein

CRS

kardiorenales Syndrom

CS

Connecting-Segment

CsA

Cyclosporin A

CSF

koloniestimulierender Faktor

CSR

Class Switch Recombination

CT

Computertomografie

CTFR

Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator

CTGF

Connective Tissue Growth Factor

CTL

Cytotoxic T-Cells

CTLA

Cytolytic T Lymphocyte-associated Antigen

CTP

Cytosintriphosphat

CU

Colitis ulcerosa

CV

kryoglobulinämische Vaskulitis

CVI

chronisch venöse Insuffizienz

CVID

variables nicht klassifizierbares Immundefektsyndrom (Common variable Immunodeficiency)

CYP

Cytochrom P450

DAF

Decay Accelerating Factor

DAMP

Danger-associated molecular Pattern

DASH

Dietary Approach to Stop Hypertension

DBD

diastolischer Blutdruck

DC

dendritische Zellen

DCC

Deleted in Colon Cancer

DCCT

Diabetes Control and Complications Trial

DCSTAMP

Dendritic cell-specific transmembrane Protein

Dcytb

Duodenal Cytochrome b

DDAVP

Desmopressin

DDT

Dichlordiphenyltrichlorethan

del, DEL

Deletion

DEXA

Dual Energy X-Ray Absorptiometry

DG

Diacylglycerol

DGAT

Diacylglycerol-Acyltrasferase

DGE

Deutsche Gesellschaft für Ernährung

DGGE

Denaturierungs-Dichtegradienten-Gel-Elektrophorese (Denaturing Gradient Gel Electrophoresis)

DHEA

Dehydroepiandrosteron

DHEAS

Dehydroepiandrosteronsulfat

DHH

Desert Hedgehog

DHT

Dihydrotestosteron

DIC

disseminierte intravasale Gerinnung, disseminierte intravasale Koagulopathie

DIDMOAD

Diabetes insipidus, Diabetes mellitus, Optic Atrophy and Deafness

DIR

Deutsches IVF-Register

DIT

nahrungsinduzierte Thermogenese (Diet-induced Thermogenesis)

DLB

dorsolaterales Bündel

DM1

Diabetes mellitus Typ 1

DM2

Diabetes mellitus Typ 2

DNA

Desoxyribonukleinsäure

DNES

diffuses neuroendokrines System

DNS

Desoxyribonukleinsäure

DOHAD

Developmental Origins of Health und Disease

DPLD

diffuse parenchymatöse Lungenerkrankung

DPP

Diabetes Prevention Program

DPS

Finnish Diabetes Prevention Study

DRG

Diagnosis Related Groups

DSA

Donor specific Antibody

DSD

Störungen/Besonderheiten der Geschlechtsentwicklung (Disorders/Differences of Sex Development)

dsSNP

doppelsträngige SNP

DTC

differenziertes Schilddrüsenkarzinom

DTH

verzögerte allergische Immunreaktion (Delayed Type Hypersensitivity)

DUOX

Dualoxidase

DWI

diffusionsgewichtete Magnetresonanztomografie

DXA

Dual-Röntgenabsorptiometrie (Dual X-Ray Absorptiometry)

EAT

Exercise Activity Thermogenesis

EBM

evidenzbasierte Medizin

EBV

Epstein-Barr-Virus

ECL

enterochromaffin-like

ECM

extrazelluläre Matrix; extrazelluläre Masse

ECP

eosinophiles kationisches Protein

EDHF

endothelialer hyperpolarisierender Faktor (Endothelium-derived Hyperpolarization Factor)

EDN

Eosinophil-derived Neurotoxin

EDRF

Endothelium derived Relaxing Factor

EDS

Ehlers-Danlos-Syndrom

EDTA

Ethylendiamintetraazetat

EDV

enddiastolisches Volumen

EEG

Elektroenzephalografie

EGF

epidermaler Wachstumsfaktor (Epidermal Growth Factor)

EGFR

Epidermal Growth Factor Receptor

EGPA, eGPA

eosinophile granulomatöse Polyangiitis

EHEC

enterohämorrhagische E. coli

EIEC

enteroinvasive E. Coli

EKG

Elektrokardiografie

EL

endotheliale Lipase

ELISA

Enzyme Linked Immunosorbent Assay

EMA

European Medicines Agency

EMA/CO

Etoposid, Methotrexat, Actinomycin D, Cyclophosphamid und Vincristin

EMG

Elektromyografie

EMT

epitheliale mesenchymale Transition

ENaC

epithelialer Natriumkanal

eNOS

endotheliale NO-Synthetase

ENS

enterales Nervensystem

Env

Envelope Protein

EO

endokrine Orbitopathie

EPC

endotheliale Progenitorzelle

EPEC

enteropathogene E. coli

EPO

Erythropoietin; eosinophile Peroxidase

EPS

Epigastric Pain Syndrome

EPSP

exzitatorische postsynaptische Potenziale

ERα

Östrogenrezeptor α

ERCP

endoskopisch retrograde Cholangiopankreatikografie

ESV

endsystolisches Volumen

ET

essenzielle Thrombozythämie; erythrogenes Toxin; Extracellular Traps

ET

A

Endothelin A

ET

B

Endothelin B

ETEC

enterotoxinbildende E. coli

EVT

extravillöser Trophoblast

EZ

Ernährungszustand

EZM

extrazelluläre Matrix

FA

follikuläres Adenom

FACIT

Fibril associated Collagens with interrupted Triple Helices

FANC

Fanconi Anemia Complementation Group

FAP

familiäre adenomatöse Polyposis

FasL

Fas-Ligand

FAT

Fatty Acid Translocase

FATP

Fettsäuretransportprotein (Fatty Acid Transport Binding Protein)

FCHL

familiäre kombinierte Hyperlipidämie

FcR

Fc-Rezeptor

FDA

Food and Drug Adminstration

FDC

follikuläre dendritische Zellen

FDG-PET

Fluordesoxyglukose-Positronenemissionstomografie

FEV

1

exspiratorisches Volumen in der ersten Sekunde der Ausatmung

FFA

freie Fettsäure

FFEVF

familiäre fokale Epilepsie mit variablen Foci

FFF

Fresh Frozen Plasma

FFM

fettfreie Masse

FFMI

FFM-Index

FGF

Fibroblasten-Wachstumsfaktor (Fibroblast Growth Factor)

FH

familiäre Hypercholesterinämie

FHH

familiäre hypokalzurische Hyperkalzämie

fHLH

familiäre hämophagozytische Lymphohistiozytose

FHVP

Free hepatic venous Pressure

FISH

Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung

FM

Fettmasse

FMF

familiäres Mittelmeerfieber

FNP

Feinnadelpunktion

FPR

Formylpeptidrezeptor

FR

fettarme Reduktionsdiät

FRC

funktionelle Residualkapazität

FSH

follikelstimulierendes Hormon

FSHD

fazioskapulohumerale Dystrophie

FSSGN

fokal-segmental sklerosierende Glomerulonephritis

FTC

follikuläres Schilddrüsenkarzinom

FVC

forcierte Vitalkapazität

GABA

γ-Aminobuttersäure

GADA

Glutamatdecarboxylase

GALT

Gut-associated lymphoid Tissue

GAVE

gastrale antrale venöse Ektasie

Gb

Gigabase

GBA

Glukozerebrosidase

GCKR

Glukokinaserezeptor

G-CSF

Granulozyten-Kolonie-stimulierender Faktor

GDF

Growth Differentiation Factor

GEFS+

genetische Epilepsie mit Fieberkrämpfen plus

GEP

gastroenteropankreatisch

GERD

gastroösophageale Refluxerkrankung

GFR

glomeruläre Filtrationsrate

GGT

γ-Glutamyltransferase

GH

Wachstumshormon (Growth Hormone)

GHRH

Growth-Hormone-Releasing-Hormon

GHS

Growth-Hormone-Sekretagoga

GI

gastrointestinal; glykämischer Index

GINA

Global Initiative for Asthma

GIP

gastroinhibitorisches Peptid (Gastric Inhibitory Peptide); Glucose-dependent insulinotropic Peptide

GIST

gastrointestinaler Stromatumor

GK

Geschmacksknospe

GL

glykämische Last

GLP

Glucagon-like Peptide

GLUT

Glukosetransporter

GM-CSF

Granulozyten-Monozyten-Kolonie-stimulierender Faktor

GMP

Guanosinmonophosphat

GN

Glomerulonephritis

GnRH

Gonadotropin-Releasing-Hormon

GOLD

Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease

GP

Glykoprotein; Globus pallidus

GPA

granulomatöse Polyangiitis

GPCR

G-Protein-gekoppelter Rezeptor

GPe

Globus pallidus externus

GPi

Globus pallidus internus

GPI

Glykosyl-Phosphatidylinositol

GRP

Gastrin-Releasing-Peptid

GSA

Guanidin-Succinat-Säure

GSH

Glutathion; glukokortikoidsupprimierbarer Hyperaldosteronismus

GTP

Guanosintriphosphat

GVH

Graft versus Host

GVHD

Graft-versus-Host-Disease

GWAS

genomweite Assoziationsstudie

GZ

Geschmackszelle

HAT

heteromerer Aminosäuretransporter

Hb

Hämoglobin

HbAS

heterozygote Form der Sichelzellanämie

HB-EGF

heparinbindender Hautwachstumsfaktor (Heparin-binding epidermal Growth Factor)

HbS

Sichelzellhämoglobin

HBV

Hepatitis-B-Virus

HC

schwere Kette

hCG

humanes Choriongonadotropin

HCl

Chlorwasserstoff

HCT

Hydrochlorothiazid

HCV

Hepatitis-C-Virus

HCy

Homocystein

HDL

High-Density-Lipoprotein

HDL-C

HDL-Cholesterin

HE

hepatische Enzephalopathie

HE-Färbung

Hämatoxylin-Eosin-Färbung

HEMPAS

Hereditary erythroblastic Multinuclearity with a positive Acid Serum Test

HGF

Hepatozytenwachstumsfaktor (Hepatocyte Growth Factor)

hGH

Human Growth Hormone

HH

hereditäre Hämochromatose

HHL

Hypophysenhinterlappen

HHRH

hereditäre hypophosphatämische Rachitis mit Hyperkalzurie

HHV

humanes Herpesvirus

HIF

Hypoxia-inducible Factor

HIT

heparininduzierte Thrombopenie

HIV

humanes Immundefizienz-Virus (Human Immunodeficiency Virus)

HL

hepatische Lipase

HLA

humanes Leukozytenantigen (Human Leucocyte Gene)

HLH

hemophagozytäre Lymphohistiocytosis

hMG

humanes Menopausen-Gonadotropin

HMG-CoA

3-Hydroxy-3-methylglutaryl-Coenzym A

HMP

Human Microbiome Project

HMSN

hereditäre motorisch-sensible Neuropathie

HMV

Herzminutenvolumen

HNPCC

hereditäres nicht polypöses Kolonkarzinom

HOCM

hypertrophe obstruktive Kardiomyopathie

HP

Helicobacter pylori

HPA-Achse

Hypothalamus-Hypophysen-Nebennierenrinden-Achse

HPF

High Power Field

HPFH

hereditäre Persistenz von Fetalhämoglobin

hPL

humanes Plazentalaktogen

HPLC

Hochdruck-Flüssigkeits-Chromatografie (High Pressure Liquid Chromatography)

hPRL

humanes Prolaktin

HPV

humanes Papillomavirus

HPVG

Hepatic venous Pressure Gradient

HSL

hormonsensitive Lipase

HSP

Heat-Shock-Protein

HSV

Herpes-simplex-Virus

HT

Hormontherapie

HTGL

hepatische Triglyzeridlipase

HTLV

humanes T-Zell-Leukämie-Virus

HU

Hounsfield-Einheit

HUB

Hannover Unified Biobank

HUGO

Human Genome Organisation Nomenclature Committee

HUS

hämolytisch-urämisches Syndrom

HUV

hypokomplementämische Urtikaria-Vaskulitis

HVL

Hypophysenvorderlappen

HZI

Helmholtz Zentrum für Infektionsforschung

HZV

Herzzeitvolumen; Herzminutenvolumen

IAA

Insulinautoantikörper

IABP

intraaortale Ballongegenpulsation

IADL

instrumentelle Aktivitäten des täglichen Lebens

IAPP

Islet Amyloid Polypeptide

IBD

Inflammatory Bowel Disease

IC

inspiratorische Kapazität

ICAM

interzelluläres Adhäsionsmolekül

ICD

International Classification of Diseases

ICOS

Inducible Costimulator

ICSI

intrazytoplasmatische Spermieninjektion

ICW

Intracellular Water

IDF

International Classification of Functioning; International Diabetes Federation

IDL

Intermediate Density Lipoprotein

IE

Internationale Einheit

IF

Intrinsic-Faktor

IFG

abnorme Nüchternglukose (Impaired Fasting Glukose)

IFN

Interferon

Ig

Immunglobulin

IgA

Immunglobulin A

IgAV

IgA-Vaskulitis

IgCAM

Immunglobulin-Zelladhäsionsmolekül

IgE

Immunglobulin E

IGF

insulinähnlicher Wachstumsfaktor (Insulin-like Growth Factor)

IGFBP

Insulin-like Growth Factor Binding Protein

IgG

Immunglobulin G

IgM

Immunglobulin M

IGRA

Interferon-Gamma-Release Assay

IGT

eingeschränkte Glukosetoleranz (Inpaired Glucose Tolerance)

IHH

Indian Hedgehog

IL

Interleukin

ILAE

International League Against Epilepsy

ILC

natürliche lymphoide Zellen (Innate lymphoid Cells)

INF

Interferon

INH

Inhibitor

INO

internukleäre Ophthalmoplegie

iNOS

induzierbare NO-Synthetase

ins

Insertion

inv

Inversion

IPEX

Immunodysregulation, Polyendokrinopathie, Enteropathie, X-chromosomal vererbtes Syndrom

IPF

idiopathische Lungenfibrose

iPPSD

Inactivating PTH/PTHrP Signaling Disorder

IPS

idiopathisches Parkinson-Syndrom

IPSID

Immunoproliferative small intestine Disease

IPSP

inhibitorische postsynaptische Potenziale

IPSS

International Prognostic Scoring System

IRDS

Atemnotsyndrom Frühgeborener (Infant respiratory Distress Syndrome)

IRS

Insulinrezeptorsubstrat

ITAM

Immunrezeptor-tyrosinbasierte aktivierende Motive

ITEM

Fraunhofer Institut für Toxikologie und experimentelle Medizin

ITGV

intrathorakales Gasvolumen

ITIM

Immunrezeptor-tyrosinbasierte inhibierende Motive

ITP

Immunthrombopenie

IUGR

intrauterine Wachstumsretardierung

IVC

inspiratorische Vitalkapazität

IVF

In-vitro-Fertilisation

IVS

intervenierende Sequenz

JAK

Janus Family Tyrosin Kinase

JNL-Syndrom

Jerwell-Lange-Nielsen-Syndrom

KATP-Kanal

ATP-abhängiger Kaliumkanal

KDIGO

Kidney Disease Improving Global Outcomes

KEV

konstitutionelle Entwicklungsverzögerung

KGF

Keratinozytenwachstumsfaktor (Keratinocyte Growth Factor)

KHK

koronare Herzkrankheit

KI

Konfidenzintervall

KIR

Killer-Inhibitory-Rezeptor

KL

Kit-Ligand

KM

Kontrastmittel

KO

Knock-out

KR

Kit-Rezeptor

KRK

kolorektales Karzinom

KS

Klinefelter-Syndrom

LAD

Leukozyten-Adhäsionsdefekt

LAK

Lymphokine Activated Killers

LAL

lysosomale saure Lipase

LBM

Lean Body Mass

LBP

LPS-Binding-Protein

LC

leichte Kette

LCAT

Lecithin-Cholesterin-Acyl-Transferase

LC-MS

Liquid-Chromatografie-Massenspektometrie

LCMV

Lymphochoriomenigitisvirus

LCR

Low Copy Repeat; Locus-Kontrollregion

LD

Kopplungsungleichgewicht (Linkage Disequilibrium)

LDH

Laktat-Dehydrogenase

LDL

Low-Density-Lipoprotein

LDL-C

LDL-Cholesterin

LDL-R

LDL-Rezeptor

LE

Lupus erythematodes

LepR

Leptin-Rezeptor

LFA

Leukocyte Function Antigen

LGL

Large Granular Lymphocytes

LH

luteinisierendes Hormon

LIF

leukämiehemmender Faktor

LINE

Long interspersed Element

LOD

Logarithmus der Odds (Logarithmic Odds Ratio)

LOH

Verlust von Heterozygotie

LP

Lipoprotein

Lp(a)

Lipoprotein a

LPH

Lipotropin

LPL

Lipoproteinlipase

LPS

Lipopolysaccharid

LpX

Lipoprotein X

LQT

verlängertes QT-Syndrom (Long-QT-Syndrom)

LRP

LDL-Receptor-related-Protein

LT

Leukotrien; Lymphotoxin

LTA

Lipoteichonsäure

LTBI

latente tuberkulöse Infektion

LTD

Long Term Depression

LT-HSC

Long-Term Repopulating hematopoietic Stem Cells

LTi

Lymphoid Tissue-Inducer Cells

LTP

Langzeitpotenzierung (Long Term Potentiation)

LXR

Leber-X-Rezeptor

LV

linker Ventrikel

MABP

mittlerer arterieller Blutdruck

MAC

Membranangriffskomplex (Membrane Attack Complex)

MAC-IP

MAC-inhibierendes Protein

MAD

multiple Acyl-CoA-Dehydrogenase

MAF

Macrophage Activating Factor

MAIT

Mucosal associated invariant T Cells

MAK

membranattackierender Komplex

MALT

Mucosa associated lymphoid Tissue

MAO

Monoaminooxidase

MAP

mittlerer arterieller Blutdruck; MUTYH-assoziierte adenomatöse Polyposis

MAPK

mitogenaktivierende Proteinkinase

MAS

Makrophagenaktivierungssyndrom

MASP

mannoseassoziierte Serinprotease

matUPD

maternale uniparentale Disomie

Mb

Megabase

MBL

monoklonale B-Zell-Lymphozytose; mannosebindendes Lektin

MBP

Major Basic Protein

MC

mikroskopische Kolitis

MCAD

Mittelketten-Acyl-CoA-Dehydrogenase

MCGN

Minimal-Change-Glomerulonephritis

MCH

mittlerer korpuskulärer Hämoglobingehalt

MCM

Myosin heavy Chain

MCP

Monocyte Chemotactic Protein

M-CSF

Macrophage Colony Stimulating Factor

MCTD

Mischkollagenose (Mixed connective Tissue Disease)

MCV

mittleres korpuskuläres Volumen

MDF

Myocardial Depressant Factor

MDGF

Makrophagenwachstumsfaktor (Macrophage-derived Growth Factor)

MDR-TB

Multi Drug resistant Tuberculosis

MDS

myelodysplastisches Syndrom

MDSC

Myeloid-derived Suppressor Cells

MDS-U

unklassifizierte myelodysplastische Syndrom

MEF

25

exspiratorischer Fluss bei 75% ausgeatmeter Vitalkapazität

MEF

50

exspiratorischer Fluss bei 50% ausgeatmeter Vitalkapazität

MEF

75

exspiratorischer Fluss bei 25% ausgeatmeter Vitalkapazität

MELAS

Myopathie, Enzephalopathie, Laktazidose, Stroke-like-Episodes

MEN

multiple endokrine Neoplasie

MEP

Megakaryocyte Erythrocyte Progenitors

MERS

Middle East Respiratory Syndrome

MESA

mikrochirurgische epididymale Spermienasservation

M-FISH

Multiplex-FISH

MG

Molekulargewicht

MGAT

Monoacylglycerol-Acyltrasferase

MGL

Monoacylglycerid-Lipase

MGN

membranöse Glomerulonephritis

MGUS

monoklonale Gammopathie unbestimmter Signifikanz

MHC

Haupthistokompatibilitätskomplex (Major Histocompatibility Complex)

MHH

Medizinische Hochschule Hannover

MHK

minimale Hemmkonzentration

MHLW

Ministerium für Gesundheit, Arbeit und Soziales

MIDD

Maternally inherited Diabetes and Deafness

MIF

Müllerian Inhibiting Factor

MIF

50

maximaler inspiratorischer Fluss bei 50% der Vitalkapazität

MIRL

Membrane Inhibitor of reactive Lysis

miRNA

microRNA

MIS

Muellerian Inhibiting Substance

MLF

Fasciculus longitudinalis medialis

MLPA

multiplexe ligationsabhängige Sondenamplifikation (Multiplex Ligation-dependent Probe Amplification)

MLR

gemischte Lymphozytenreaktion (Mixed Leukocyte Reaction)

MM

Muskelmasse

MMK

migrierender Motorkomplex

MMP

Matrix-Metalloproteinase

MMR

Mismatch-Reparatur

MOD

Multiorgandysfunktion

MODS

Multiorgandysfunktionssyndrom (Multiple Organ Dysfunction Syndrome)

MODY

Maturity Onset Diabetes of the Young

MOV

Multiorganversagen

MPA

mikroskopische Polyangiitis

MPN

myeloproliferative Neoplasie

MPO

Myeloperoxidase

MPP

multipotente Vorläuferzelle

MR

Magnetresonanz; Mineralokortikoid-Rezeptor

MRFIT

Multiple Risk Factor Intervention Trial

mRNA

Messenger-RNA

MRP

Multidrug Resistance Protein

MRT

Magnetresonanztomografie

MS

Massenspektometrie

MSA

Multisystematrophie

MSA-C

Multisystematrophie mit überwiegender zerebellärer Symptomatik

MSA-P

Multisystematrophie mit überwiegender Parkinson-Symptomatik

MSC

multipotente mesenchymale Stammzelle

MSH

melanozytenstimulierendes Hormon

MSMD

Mendel’sche Empfänglichkeit für mykobakterielle Infektionen (Mendalian Susceptibility to mycobacterial Disease)

MTC

medulläres Schilddrüsenkarzinom

mtDNA

mitochondriale DNA

mTESE

mikrochirurgische testikuläre Spermienextraktion (Mikro-TESE)

mTLE-HS

mesiale Temporallappenepilepsie mit Hippokampussklerose

MT-MMP

Membrantyp-Matrix-Metalloproteinase

mTOR

mechanistic Target of Rapamycin

MTP

mikrosomales Triglyzerid-Transferprotein

MTX

Methotrexat

MuSK

muskelspezifische Tyrosinkinase

MWS

Muckle-Wells-Syndrom

MZ

Marginalzone

NADP, NADPH

Nicotinsäureamid-Adenin-Dinucleotid-Phosphat

NAFL

nicht alkoholische Fettleber

NAFLD

nicht alkoholische Fettlebererkrankung

NAHR

nicht allele homologe Rekombination

NANC

nonadrenergic, noncholinergic

NASH

nicht alkoholische Steatohepatitis

NC

Nucleus caudatus

NCAM

Neural Cell Adhesion Molecule

NCC

Natrium-Chlorid-Cotransporter

NCR

Natural Cytotoxicity Receptor

ncRNA

nicht codierende RNA

NEAT

Non Exercise Activity Thermogenesis

NEC

neuroendokrines Karzinom

NEN

neuroendokrine Neoplasie

NEP

neutrale Endopeptidase

NER

Nukleotid-Basen-Exzisions-Reparatur

NERD

nicht erosive Refluxerkrankung

NET

neuroendokriner Tumor; Neutrophil extracellular Trap

NFA

Nonfunctioning Adenoma

NF-κB

Nuclear Factor κB

NFP

natürliche Familienplanung

NGF

Nerve Growth Factor

NGS

Next-Generation-Sequenzierung

NHEJ

nicht homologe Endverbindung (Non-homologous End Joining)

NHL

Non-Hodgkin-Lymphom

NIH

National Institutes of Health

NIS

Natrium-Iodid-Symporter

NK-Zelle

natürliche Killerzelle

NLR

Leucine-rich-Repeat-Containing-Rezeptor

NLRP

NOD-like Rezeptoren

NMDA

N-Methyl-D-Aspartat

NMR

Kernspinresonanz

NNM

Nebennierenmark

NNR

Nebennierenrinde

NO

Stickstoffmonoxid

NOA

nicht obstruktive Azoospermie

Nod

Nucleotide-Binding Oligomerization Domain

NOMI

nicht okklusive mesenteriale Ischämie

NOS

neuronale Stickoxidsynthetase

NP

natriuretisches Peptid

NPH

Nephronophthise

NPR

NP-Rezeptor

NPV

Nucleus paraventricularis

NPY

Neuropeptid Y

NSAID

Non-steroidal anti-inflammatory Drug

NSAR

nicht steroidales Antirheumatikum

NSE

neuronspezifische Enolase

NSO

Nucleus supraopticus

NST

Nucleus subthalamicus

NSTEMI

Non ST Elevation myocardial Infarction

nt

Nukleotid

NT-BNP

endterminales BNP

NTCP

Sodium Taurocholate Cotransporting Polypeptide

NTM

„nicht tuberkulöse“ Mykobakterien

NYHA

New York Heart Association

OATP

Organic Anion Transporting Polypeptide

ObR

Leptin-Rezeptor

ODF

osteoklastendifferenzierender Faktor

ÖGD

Oesophago-Gastro-Duodenoskopie

oGTT

oraler Glukosetoleranztest

OHSS

ovarielles Überstimulationssyndrom

OI

Osteogenesis imperfecta

OMIM

Online Mendelian Inheritance in Men

OPG

Osteoprotegerin

OPSI

Overwhelming Post-Splenectomy Infection

OR

Odds Ratio; Odorantrezeptor

OT

Oxytocin

oxLDL

oxidiertes Low-Density-Lipoprotein

OXPHOS

oxidative Phosphorylierung

PACAP

Pituitary Adenylate Cyclase Activating Peptide

PAF

plättchenaktivierender Faktor (Platelet Activating Factor)

PAH

pulmonalarterielle Hypertonie

PAI

Plasminogenaktivator-Inhibitor

PAL

Physical Activity Level

PAMP

Pathogen-associated molecular Pattern

p-ANCA

perinukleärer antineutrophiler zytoplasmatischer Antikörper

PAR

pseudoautosomale Region

PAS-Reaktion

Periodic-Acid-Schiff-Reaktion

patUPD

paternale uniparentale Disomie

pAVK

periphere arterielle Verschlusskrankheit

PBC

primär biliäre Cholangitis

PBMAH

primäre bilaterale makronoduläre adrenale Hyperplasie

PCD

programmierter Zelltod

PCOS

polyzystisches Ovarsyndrom

PCR

Polymerase-Kettenreaktion (Polymerase Chain Reaction)

PDGF

Platelet derived Growth Factor

PDH

Pyruvatdehydrogenase

PDK

phosphoinositidabhängige Kinase

PDS

Paroxysmal Depolarization Shift

PDTC

gering differenziertes Schilddrüsenkarzinom

PE

Präeklampsie

PECAM

Platelet/Endothelial Cell Adhesion Molecule

PEF

exspiratorischer Spitzenfluss

PET

Positronenemissionstomografie

PFIC

progressive familiäre intrahepatische Cholestase

PG

Peptidoglycan

PGE

Prostaglandin E

PGF

Prostaglandin F

PGI

Prostazyklin

PGP

P-Glykoprotein

PHA

Pseudohypoaldosteronismus

PHAI

Pseudohypoaldosteronismus Typ I

PHM

Peptide Histidine Methionine

PHPT

primärer Hyperparathyreoidismus

Pi

Protease-Inhibitor

PICA

A. cerebelli inferior posterior

PIG-A

Phosphatidyl-Inositol-Glycan-Class-A

PlGF

Placental Growth Factor

PI-PLC

Phosphatidyl-Inositol-Phospholipase C

PIVKA

Protein induced by Vitamin K Absence

PK

Pyruvatkinase; Parkinson-Krankheit

PKA

Proteinkinase A

PL

Phospholipid

PLTP

Phospholipid-Transferprotein

PMDA

Pharmaceutical and Medical Devices Agency

PME

progressive Myoklonusepilepsie

PMF

primäre Myelofibrose

PMN

polymorphkernige Granulozyten

PMS

prämenstruelles Syndrom

PNH

paroxysmale nächtliche Hämoglobinurie

PNP

Polyneuropathie

POI

prämature Ovarialinsuffizienz

POMC

Proopiomelanocortin

POX

Peroxidase

PP

pankreatisches Polipeptid (Pancreatic Polypeptide)

PPAR

Peroxisom-Proliferator-aktivierter Rezeptor

PPI

Protonenpumpenhemmer; Protonenpumpeninhibitor

PPRF

paramediane pontine Formatio reticularis

pRB

Retinoblastomprotein

PRES

posteriores reversibles Enzephalopathie-Syndrom

PRL

Prolaktin

PROMM

proximale myotone Myopathie

PRR

Mustererkennungsrezeptor (Pattern Recognition Receptor); Pathogen Recognition Receptor

PSA

prostataspezifisches Antigen

PSC

primär sklerosierende Cholangitis

PSP

progressive supranukleäre Blickparese

PSTT

plazentanaher Trophoblasttumor (Placental Site trophoblastic Tumor)

PTC

papilläres Schilddrüsenkarzinom

Ptch

Patched

PTH

Parathormon

PTHrP

Parathormon related Protein; Parathyroid Hormone-related Peptide; Parathormon-related Peptide

PTK

Phosphotyrosin-Kinase

PTU

Propylthiouracil

Pu

Putamen

PV

Polycythaemia vera

PVR

pulmonalvaskulärer Widerstand

PWI

Perfusions-Magnetresonanztomografie

PWS

Prader-Willi-Syndrom

PXE

Pseudoxanthoma elasticum

PYY

Polypeptid YY

RA

refraktäre Anämie; rheumatoide Arthritis

RAAA

Renin-Angiotensin-Aldosteron-Achse

RAAS

Renin-Angiotensin-Aldosteron-System

RAEB

refraktäre Anämie mit übermäßigem Blastenanteil

RAG

Recombination-Activating Gene

RAGE

Advanced Glycosylation End-Products

RANK

Receptor-Activator of nuclear Factor κB

RANKL

Receptor-Activator of nuclear Factor κB Ligand

RANTES

Regulated on Activation, normal T-Cell expressed and secreted

RAR

Retinoic Acid Receptor

RARS

Ringsideroblasten

RAS

Renin-Angiotensin-System

R

AW

Atemwegswiderstand

RBF

renaler Blutfluss

RCMD

refraktäre Zytopenie mit multilineärer Dysplasie

RCMD-RS

refraktäre Zytopenie mit multilineärer Dysplasie und Ringsideroblasten

RDS

Reizdarmsyndrom (Colon irritabile)

REE

Ruheenergieverbrauch (Resting Energy Expenditure)

REM

schnelle Augenbewegungen (Rapid Eye Movement)

RES

retikuloendotheliales System

RFLP

Restriktions-Fragment-Längen-Polymorphismus

RHAMM

Receptor for Hyaluronan-mediated Motility

Rho

Ras homologue

RI

resistiver Index

RIG

Retinoic Acid inducible Gene

RLR

RIG-I-like-Rezeptor

RLS

Restless-Legs-Syndrom

RNA

Ribonukleinsäure

Ro

Reproduktionszahl

ROMK

Renal outer medullary Potassium (K) Channel

RPF

renaler Plasmafluss

RPGN

rasch progrediente Glomerulonephritis

RQ

respiratorischer Quotient

RR

relatives Risiko

rRNA

ribosomale RNA

RS

Residualvolumen

RSS

Recombination Signal Sequence

RSZ

Riechsinneszelle

RTA

renal tubuläre Azidose

RTC

Randomized clinical Trial

RT-PCR

reverse Transkriptions-PCR

RXR

Retinoid-X-Rezeptor

SAA

Serumamyloid A

SAE

subkortikale arteriosklerotische Enzephalopathie

SAM

Systolic anterior Motion

SARS

Severe acute Respiratory Syndrome

SAT

Subcutaneous adipose Tissue

SAVI

STING-associated Vasculopathy with Onset in Infancy

SBD

systolischer Blutdruck

SCA

spinozerebelläre Ataxie

SCC

Solitary Chemoreceptor Cell

SCCM

Society of Critical Care Medicine

SCF

Stammzellfaktor

SCID

schwerer kombinierter Immundefekt

SCIN

Staphylococcus Complement Inhibitor

SCO-Syndrom

Sertoli-Cell-only-Syndrom

sCT

Calcitonin vom Lachs

SCV

Small-Colony-Variants

SD

Segmentduplikation

sd-LDL, sdLDL

kleine, dichte LDL-Partikel (Small dense LDL)

SEB

Staphylokokken-Enterotoxin B

SERM

selektiver Östrogen-Rezeptor-Modulator

SETR

Serotonin-Transporter

SGLT

natriumgekoppelter Glukosetransporter (Sodium-Glucose linked Transporter)

SHBG

sexualhormonbindendes Globulin

SHM

somatische Hypermutation

SIADH

Syndrom der inadäquaten ADH-Sekretion

SIBO

Small intestinal bacterial Overgrowth

SIH

schwangerschaftsinduzierte Hypertonie

SIK

Salt inducible Kinase

SINE

Short interspersed Element

SIRS

systemische Inflammationsreaktion (Systemic inflammatory Response Syndrome)

SHH

Sonic Hedgehog

SKY

Spektralkaryotypisierung

SLE

systemischer Lupus erythematodes

SLRP

Small-Leucine-Rich-Proteoglycan

SMC

Structural Maintenance of Chromosomes

SMO

Smoothened

SN

Substantia nigra

SNc

Substantia nigra pars compacta

SND

sinunasale Dysosmie

SNP

Einzelnukleotid-Polymorphismus (Single Nucleotide Polymorphism)

SNr

Substantia nigra pars reticulata

snRNA

kleine nukleäre RNA

SOS

Sinusoidal Obstruction Syndrome

SPE

Streptococcus-pyogenes-Exotoxin

SPECT

Single Photon Emission computed Tomography

SPV

selektive proximale Vagotomie

SR

sarkoplasmatisches Retikulum

SRA

Scavenger-Rezeptor der Klasse A

SR-BI

Scavenger-Rezeptor BI

SREBP

Sterol-responsive-Element-Binding-Protein

SSRI

selektive Serotonin-Wiederaufnahmehemmer

SSW

Schwangerschaftswoche

ST

Short-Term Repopulating hematopoietic Stem Cells

StAR

Steroid acute Regulatory Protein

STAT

Signal Transducers of Activation and Transcription

STEMI

ST Elevation myocardial Infarction

STH

somatotropes Hormon

STING

Stimulator of Interferon Genes

STR

Mikrosatellit (Short Tandem Repeat)

STRAW

Stages of Reproductive Aging

SUR

Sulfonylharnstoff-Rezeptor

SV

selektive Vagotomie; Schlagvolumen

SVR

systemisch-vaskulärer Widerstand

SW

Schlagarbeit

TA

titrierbare Azidität

TAAR

Trace-amine associated Receptor

TAL

Thick Ascending Limb

TAP

Transport associated Protein

TART

testikulärer adrenaler Resttumor

TB

Tuberkulose

TBG

thyroxinbindendes Globulin

TC

Transcobalamin

TcdA

Clostridium-difficile-Toxin A

TcdB

Clostridium-difficile-Toxin B

TCF

Ternary Complex Factor

TCGF

T-Cell Growth Factor

TCR

T-Zell-Rezeptor

TDF

testesdeterminierender Faktor

TdT

terminale Deoxynucleotidyltransferase

TEE

Total Energy Expenditure

TESE

testikuläre Spermienextraktion

TF

Transkriptionsfaktor; Gewebefaktor (Tissue Factor)

Tg

Thyreoglobulin

TGF

Transforming Growth Factor; Tumor Growth Factor

THF

Tetrahydrofolat; Tetrahydrofolsäure

TIA

transitorisch ischämische Attacke

TIMP

Tissue Inhibitor of Matrix-Metalloproteinase

TIPS

transjugulärer intrahepatischer portosystemischen Stent/Shunt

TIR

Toll/Interleukin-1-Rezeptor

TLC

totale Lungenkapazität

TLR

Toll-like-Rezeptor

TM

Thrombomodulin

TNF

Tumornekrosefaktor

TNM

Tumor, Nodus, Metastasen

TNSALP

gewebeunspezifische alkalische Phosphatase (Tissue non-specific alkaline Phosphatase)

t-PA

Tissue-Plasminogen-Aktivator

TPO

Thrombopoietin; Thyroperoxidase

TR

Thyroidhormonrezeptor

TRAK

TSH-Rezeptor-Antikörper

TRAIN

Translationsallianz in Niedersachsen

TRANCE

TNF-related Activation-induced Cytokine

TRE

Thyroid Hormone Response Element

T

reg

regulatorische T-Zelle

TRH

Thyrotropin-Releasing-Hormon

tRNA

Transfer-RNA

TRP-Kanal

Transient Receptor Potential Channel

TSH

Thyreotropin; thyreoideastimulierendes Hormon

TSI

TSH-Rezeptor-stimulierendes Immunglobulin

TSST

Toxic-Shock-Syndrom-Toxin

TT

Tetanustoxin

TTP

thrombotisch-thrombozytopenische Purpura

TTR

thyroxinbindendes Präalbumin (Transthyretin)

TV

trunkale Vagotomie

TXA

Thromboxan

UACL

Ulcer-associated Cell Line

UAW

unerwünschte Arzneimittelnebenwirkung

UDP

Uridindiphosphat

UICC

Union internationale contre le Cancer

UIG-Blutung

untere gastrointestinale Blutung

uPA

Urokinase

UPD

uniparentale Disomie

UPS

Ubiquitin-Proteasom-System

UTC

undifferenziertes Schilddrüsenkarzinom

UTR

Untranslated Region

UTS

Ullrich-Turner-Syndrom

VAT

viszerales Fettgebe (Visceral adipose Tissue)

VCAM

Vascular Cell Adhesion Molecule

VDR

Vitamin-D-Rezeptor

VDRE

Vitamin-D-Responsive-Element

VE-Cadherin

Vascular endothelial Cadherin

VEGF

vaskulärer Wachstumsfaktor (Vascular endothelial Growth Factor)

VEGFR

VEGF-Rezeptor

VFFBM

Venusfliegenfallen-Bindungsmotiv

VHL

von-Hippel-Lindau-Syndrom

VIP

vasoinhibitorisches Peptid (Vasoactive Intestinal Peptide)

vita-PAMP

Viability associated PAMP

VLA

Very-late-Antigen

VLCAD

Sehr-Langketten-Acyl-CoA-Dehydrogenase

VLDL

Very-Low-Density-Lipoprotein

VMB

ventromediales Bündel

VMS

Vanillinmandelsäure

VNTR

Minisatellit (Variable Number Tandem Repeat)

VOD

Veno-occlusive Disease

VOR

vestibulookulärer Reflex

V1R, V2R

Pheromonrezeptor Klasse 1 bzw. Klasse 2

VSG

variables Oberflächenglykoprotein (Variant Surface Glycoprotein)

vWF

von-Willebrand-Faktor

vWJS

von-Willebrand-Jürgens-Syndrom

VZV

Varizella-Zoster-Virus

WAGR

Wilms-Tumor, Aniridie, genitale Fehlbildung, mentale Retardierung

WAT

weiße Adipozyten (White adipose Tissue)

WDHA-Syndrom

Wässrige-Diarrhö-Hypokaliämie-Anaziditäts-Syndrom

WHI

Women’s Health Initiative

WHO

World Health Organization

WHVP

Wedged hepatic venous Pressure

WPW-Syndrom

Wolff-Parkinson-White-Syndrom

XDR

Extensive resistant Tuberculosis

XHIM

X-linked Hyper-IgM-Syndrom

YAC

Yeast artificial Chromosomes

ZAP

ζ-associated Protein

ZES

Zollinger-Ellison-Syndrom

ZNS

Zentralnervensystem

ZnTF

Transkriptionsfaktor mit Zinkfinger-Proteinmotiv

ZVD

zentraler Venendruck

γ-GT

γ-Glutamyltranspeptidase

δ-ALAS

δ-Aminolävulinsäure-Synthetase

Inhaltsverzeichnis

Titelei

Vorwort

Abkürzungsverzeichnis

Teil I Genetik

1 Genetik und Genomik

1.1 Physiologische Grundlagen

1.1.1 Allgemeine Grundlagen

1.1.2 Nukleäres Genom des Menschen

1.1.3 Mitochondriales Genom

1.1.4 Von der DNA zum Genprodukt: Decodierung genetischer Information

1.1.5 Genetischer Code

1.1.6 Genstruktur

1.1.7 Regulation der Aktivität von Genen

1.1.8 Zelluläre genetische Signalübertragung

1.1.9 Chromosomen

1.1.10 Kontrolle des Zellzyklus

1.1.11 Erbgänge nach den Mendel’schen Gesetzmäßigkeiten

1.1.12 Genetische Kopplung, Rekombination, Assoziation

1.2 Allgemeine Pathophysiologie

1.2.1 Bedeutung und Häufigkeit genetisch bedingter Erkrankungen

1.2.2 Typen von krankheitsauslösenden Mutationen

1.2.3 Funktionelle Auswirkungen von Mutationen

1.2.4 Defekte DNA-Reparatursysteme

1.2.5 Erkrankungen infolge Veränderungen in der mitochondrialen DNA

1.2.6 Grundlagen genomischer Krankheiten

1.2.7 Erkrankungen durch aberrante Chromatinstruktur

1.2.8 Erkrankungen durch gestörtes Imprint-Muster

1.2.9 Chromosomenaberrationen

1.2.10 Grundlagen der Analyse von Veränderungen der DNA

1.2.11 Genetische Diagnostik und Beratung

1.2.12 Pharmakogenetik

1.3 Spezielle Pathophysiologie

1.3.1 Genetische Grundlagen der Tumorentstehung

1.3.2 Genetische Aspekte von Alterungsprozessen

1.3.3 Stoffwechsel

1.3.4 Genetische Defekte in endokrinen Systemen (außer Diabetes mellitus)

1.3.5 Blut

1.3.6 Genetische Organisation des Immunsystems

1.3.7 Herz und Kreislauf

1.3.8 Genetisch bedingte Erkrankungen der Atmungsorgane

1.3.9 Genetische Störungen im Gastrointestinalsystem

1.3.10 Hepatobiliäres System

1.3.11 Niere und ableitende Harnwege

1.3.12 Hereditäre Erkrankungen des Bindegewebes

1.3.13 Muskeldystrophien

1.3.14 Neurogenetik

1.3.15 Mikrobiom

1.4 Literatur

2 Neoplasien

2.1 Allgemeine Pathophysiologie

2.1.1 Epidemiologie

2.1.2 Ursachen von Krebs

2.1.3 Pathobiologie: Krebs als genetische Erkrankung

2.2 Spezielle Pathophysiologie

2.2.1 Mutationen, Amplifikationen und Translokationen

2.2.2 Signaltransduktionswege und deren Störung bei Malignomen

2.2.3 Hallmarks of Cancer

2.3 Literatur

3 Altern

3.1 Physiologische Grundlagen

3.1.1 Verschleiß-Theorie („Wear-and-Tear Theory“)

3.1.2 Adaptative evolutionäre Theorien

3.1.3 Psychosoziale Aspekte des Alter(n)s

3.2 Allgemeine Pathophysiologie

3.2.1 „Anti-Aging“ und „Pro-Aging“

3.2.2 Der geriatrische Patient

3.2.3 Geriatrisches Assessment

3.2.4 Konklusionen

3.3 Spezielle Pathophysiologie

3.3.1 Frailty und Sarkopenie

3.4 Polypharmazie

3.5 Demenzerkrankungen

3.6 Entscheidungsfindung zur Diagnostik und Therapie bei älteren Menschen

3.7 Literatur

Teil II Stoffwechsel

4 Kohlenhydratstoffwechsel

4.1 Physiologische Grundlagen

4.1.1 Funktion und Bedeutung der Kohlenhydrate im Stoffwechsel

4.1.2 Glukose als zentraler Baustein für modifizierte Mono- und Polysaccharide

4.1.3 Aufnahme und Speicherung der Kohlenhydrate aus der Nahrung

4.1.4 Zelluläre Glukoseaufnahme

4.1.5 Glykolyse und Glukoneogenese und deren hormonelle Regulation

4.1.6 Glykogensynthese und Glykogenolyse und deren hormonelle Regulation

4.2 Allgemeine Pathophysiologie

4.2.1 Regulation der Glukosehomöostase

4.2.2 Aufbau der Langerhans’schen Inseln

4.2.3 Biosynthese und Sekretion des Insulins

4.2.4 Regulation der Insulinsekretion der β-Zelle durch Glukose und GLP-1

4.2.5 „Insulinsensitive“ Organe/Zellen und Insulinresistenz

4.2.6 Molekularer Mechanismus der Insulinsignalübertragung und Antagonisierung durch Glukagon

4.2.7 Glukagon und andere Hormone der Langerhans’schen Insel

4.2.8 Inkretinhormone

4.2.9 Glukokortikoide und Katecholamine

4.3 Spezielle Pathophysiologie

4.3.1 Diabetes mellitus

4.3.2 Diabetestherapie

4.3.3 Komplikationen des Diabetes

4.3.4 Diagnostisches Vorgehen bei Hypoglykämien von Nichtdiabetikern

4.3.5 Angeborene Störungen des Kohlenhydratstoffwechsels

4.4 Literatur

5 Proteinstoffwechsel

5.1 Physiologische Grundlagen

5.2 Allgemeine Pathophysiologie des Proteinstoffwechsels

5.2.1 Defekte der Proteinstruktur und ihre Ursachen

5.2.2 Störungen des Proteinabbaus auf zellulärer Ebene

5.2.3 Störungen des Proteinumsatzes (Protein-Turnover)

5.3 Spezielle Pathophysiologie

5.3.1 Plasmaproteine

5.3.2 Störungen zellulärer Struktur- und Funktionsproteine

5.3.3 Aminosäurestoffwechsel

5.4 Literatur

6 Fettstoffwechsel

6.1 Einleitung

6.2 Physiologische Grundlagen

6.2.1 Lipide

6.2.2 Lipoproteine

6.2.3 Wichtige Akteure und Regulatoren im plasmatischen Lipidstoffwechsel

6.2.4 Stoffwechsel der Lipoproteine

6.2.5 Regulation des Cholesterin- und Lipoproteinstoffwechsels

6.3 Allgemeine Pathophysiologie

6.3.1 Lipide und Lipoproteine als Risikofaktoren kardiovaskulärer Erkrankungen

6.3.2 Einflüsse auf die Plasmakonzentration der Lipoproteine

6.4 Spezielle Pathophysiologie

6.4.1 LDL-Hypercholesterinämie

6.4.2 Hypertriglyzeridämien

6.4.3 Störungen des HDL-Stoffwechsels

6.4.4 Lipoprotein-(a)-Hyperlipoproteinämie

6.4.5 Abeta- und Hypobetalipoproteinämien

6.4.6 Krankheiten der Synthese und des Abbaus von Lipiden

6.5 Literatur

7 Kalzium- und Knochenstoffwechsel

7.1 Physiologische Grundlagen

7.1.1 Einleitung und Hintergrund

7.1.2 Regulation der Kalziumhomöostase

7.1.3 Regelmechanismen der Kalziumhomöostase

7.1.4 Aufbau und Funktion des Knochens

7.2 Allgemeine und spezielle Pathophysiologie

7.2.1 Kalziumexzess, hyperkalzämische Erkrankungen

7.2.2 Kalziummangel (Hypokalzämien)

7.2.3 Skeletterkrankungen und ihr Zusammenhang mit dem Kalziumhaushalt

7.3 Literatur

8 Wasser- und Elektrolythaushalt

8.1 Physiologische Grundlagen der Volumenregulation

8.1.1 Intra- und Extrazellulärraum

8.1.2 Regulation des Plasmavolumens

8.1.3 Regulation des Zellvolumens

8.2 Allgemeine und spezielle Pathophysiologie des Volumenhaushalts

8.2.1 Hypovolämie

8.2.2 Hypervolämie

8.3 Physiologische Grundlagen der Osmoregulation

8.3.1 Plasmaosmolarität

8.3.2 Effektive Osmolarität

8.4 Allgemeine und spezielle Pathophysiologie der Osmoregulation

8.4.1 Hypoosmolarität/Hyponatriämie

8.4.2 Hyperosmolalität/Hypernatriämie

8.5 Physiologische Grundlagen des K+-Haushalts

8.6 Allgemeine und spezielle Pathophysiologie des K+-Haushalts

8.6.1 Hyperkaliämie

8.6.2 Hypokaliämie

8.7 Physiologische Grundlagen des Magnesiumhaushalts

8.8 Allgemeine und spezielle Pathophysiologie des Magnesiumhaushalts

8.8.1 Hypomagnesiämie

8.8.2 Hypermagnesiämie

8.9 Literatur

9 Säure-Basen-Haushalt

9.1 Physiologische Grundlagen

9.1.1 pH-Wert

9.1.2 Pufferung und Adaptation

9.1.3 Zelluläre pH-Regulation

9.2 Allgemeine Pathophysiologie

9.2.1 Bedeutung der Nierenfunktion

9.2.2 Funktion des proximalen Tubulus

9.2.3 Funktion des distalen Tubulus

9.2.4 Einfache Störungen im Säure-Basen-Haushalt

9.3 Spezielle Pathophysiologie

9.3.1 Metabolische Azidose

9.3.2 Metabolische Alkalose

9.3.3 Respiratorische Azidose

9.3.4 Respiratorische Alkalose

9.3.5 Kombinierte Störungen im Säure-Basen-Haushalt

9.4 Literatur

10 Ernährung

10.1 Einleitung

10.2 Ernährungszustand, Adipositas und Malnutrition

10.2.1 Physiologische Grundlagen

10.2.2 Allgemeine Pathophysiologie

10.2.3 Spezielle Pathophysiologie

10.3 Energiebedarf, Energieverbrauch und Energiebilanz

10.3.1 Physiologische Grundlagen

10.3.2 Allgemeine Pathophysiologie

10.3.3 Spezielle Pathophysiologie

10.4 Makronährstoffe

10.4.1 Physiologische Grundlagen

10.4.2 Allgemeine Pathophysiologie

10.4.3 Spezielle Pathophysiologie

10.5 Mikronährstoffe

10.5.1 Fettlösliche Vitamine

10.5.2 Wasserlösliche Vitamine

10.5.3 Mineralstoffe und Spurenelemente

10.6 Gesunde Ernährung und Diäten

10.6.1 Physiologische Grundlagen

10.6.2 Allgemeine Pathophysiologie

10.7 Literatur

Teil III Innere Sektion

11 Hypothalamus und Hypophyse

11.1 Physiologische Grundlagen

11.1.1 Anatomie

11.1.2 Bestimmungsmethoden

11.1.3 Regelmechanismen

11.1.4 Neurotransmitterkontrolle des Hypothalamus

11.1.5 Hypothalamische hypophyseotrope Hormone (Releasing-/Inhibiting-Hormone)

11.1.6 Hypophysenhinterlappenhormone

11.1.7 Hypophysenvorderlappenhormone

11.1.8 Biologische Rhythmen

11.1.9 Stress

11.2 Allgemeine Pathophysiologie

11.2.1 Hypophysenhinterlappenhormone

11.2.2 Hypophyseotrope und Hypophysenvorderlappenhormone

11.3 Spezielle Pathophysiologie

11.3.1 Diabetes insipidus

11.3.2 Hypophysenvorderlappeninsuffizienz, Panhypopituitarismus

11.3.3 Hypophysärer Kleinwuchs

11.3.4 Akromegalie und hypophysärer Großwuchs

11.3.5 Hyperprolaktinämie, prolaktinproduzierende Adenome (Prolaktinome)

11.4 Literatur

12 Schilddrüse

12.1 Physiologie und allgemeine Pathophysiologie

12.1.1 Hormonsynthese und -transport

12.1.2 Mechanismen der Schilddrüsenhormonwirkung

12.1.3 Wirkung der Schilddrüsenhormone im Organismus

12.1.4 Laboruntersuchungen

12.1.5 Bildgebende Verfahren

12.2 Spezielle Pathophysiologie

12.2.1 Schilddrüsenfunktionsstörungen

12.2.2 Non-thyroidal Illness (Low T3-Syndrom)

12.2.3 Krankhafte Veränderungen der Schilddrüsenmorphologie

12.2.4 Benigne Schilddrüsentumoren

12.2.5 Schilddrüsenkarzinome

12.2.6 Karzinome mit Follikelzelldifferenzierung

12.2.7 Karzinome mit C-Zelldifferenzierung

12.2.8 Autoimmunerkrankungen der Schilddrüse

12.3 Literatur

13 Nebennieren

13.1 Physiologische Grundlagen

13.1.1 Entwicklung von Nebennierenrinde und Nebennierenmark

13.1.2 Hormone der Nebennierenrinde

13.1.3 Hormone des Nebennierenmarks

13.2 Allgemeine und spezielle Pathophysiologie der Nebennierenrinde

13.2.1 Aldosteron

13.2.2 Cortisol

13.2.3 Adrenale Androgene

13.2.4 Tumoren der Nebennierenrinde

13.3 Allgemeine und spezielle Pathophysiologie des Nebennierenmarks

13.3.1 Unterfunktion

13.3.2 Überfunktion

13.4 Literatur

14 Sexualhormone

14.1 Testis

14.1.1 Physiologische Grundlagen

14.1.2 Allgemeine Pathophysiologie

14.1.3 Spezielle Pathophysiologie

14.2 Ovar

14.2.1 Physiologische Grundlagen

14.2.2 Allgemeine Pathophysiologie

14.2.3 Spezielle Pathophysiologie

14.3 Plazenta

14.3.1 Physiologische Grundlagen

14.3.2 Allgemeine und spezielle Pathophysiologie

14.4 Störungen/Besonderheiten der Geschlechtsentwicklung

14.4.1 Physiologische Grundlagen und allgemeine Pathophysiologie

14.4.2 Spezielle Pathophysiologie

14.5 Literatur

Teil IV Blut

15 Blut

15.1 Physiologische Grundlagen

15.1.1 Hämatopoese

15.1.2 Blutgerinnung

15.2 Allgemeine und spezielle Pathophysiologie

15.2.1 Nicht neoplastische Erkrankungen der Erythrozyten

15.2.2 Nicht neoplastische Erkrankungen der Leukozyten

15.2.3 Nicht neoplastische Erkrankungen der Thrombozyten

15.2.4 Neoplastische Erkrankungen der Hämatopoese

15.2.5 Neoplastische Erkrankungen des lymphatischen Systems

15.2.6 Thrombozytopathien und Koagulopathien

15.2.7 Porphyrien

15.3 Literatur

Teil V Immunsystem

16 Immunsystem

16.1 Physiologische Grundlagen der Immunfunktion

16.1.1 Gliederung und Funktion des Immunsystems

16.2 Allgemeine Pathophysiologie: Störungen der Immunfunktion

16.2.1 Immundefizienz

16.2.2 Diagnostik

16.3 Angeborene Immunität

16.3.1 Physikalische Faktoren

16.3.2 Chemische Faktoren

16.3.3 Antimikrobielle Peptide (Defensine)

16.3.4 Antimikrobielle Plasmaproteine

16.3.5 Zellen des angeborenen Immunsystems

16.3.6 Mechanismen der Pathogenerkennung und Immunaktivierung im angeborenen Immunsystem

16.4 Adaptive Immunität

16.4.1 Antigenpräsentation und das HLA/MHC-System

16.4.2 Antigenpräsentierende Zellen

16.4.3 T-Lymphozyten

16.4.4 B-Lymphozyten

16.4.5 Immunglobuline – Effektormoleküle der B-Lymphozyten

16.5 Entzündungsreaktion

16.5.1 Lokale Entzündungsreaktion mit Leukozytenextravasation

16.5.2 Systemische Entzündungsreaktion/Akute-Phase-Reaktion

16.5.3 Autoinflammatorische Krankheiten

16.6 Zytokine des Immunsystems

16.6.1 Charakteristika und Funktionen

16.6.2 Wachstumsfaktoren

16.6.3 Proinflammatorische Zytokine

16.6.4 Immunregulatorische Zytokine

16.6.5 Zytokine mit regulatorischer Wirkung auf Effektorzellen der Entzündung

16.6.6 Chemokine

16.6.7 Autoantikörper gegen Zytokine

16.7 Immunität gegen Infektionserreger

16.8 Autoimmunität und Autoimmunkrankheiten

16.8.1 Mechanismen der Selbsttoleranz

16.8.2 Autoimmunreaktion und Autoimmunkrankheit

16.9 Allergie und pseudoallergische Reaktion

16.9.1 Allergische bzw. hypererge Immunreaktionen

16.9.2 Pseudoallergische Reaktionen

16.10 Literatur

Teil VI Infektion

17 Infektionen

17.1 Physiologische Grundlagen

17.1.1 Begriffsbestimmungen

17.2 Allgemeine Pathophysiologie

17.2.1 Bestandteile des Immunsystems

17.2.2 Angeborenes und adaptives, erworbenes Immunsystem

17.3 Spezielle Pathophysiologie

17.3.1 Extrazelluläre bakterielle Infektionen

17.3.2 Intrazelluläre bakterielle Infektionen

17.3.3 Virusinfektionen

17.3.4 Parasitäre Infektionen

17.3.5 Pilzinfektionen

17.4 Literatur

Teil VII Kreislauf

18 Herz und Koronarkreislauf

18.1 Elektrische Erscheinungen des Herzens

18.1.1 Physiologische Grundlagen

18.1.2 Pathophysiologie von Rhythmusstörungen

18.2 Kontraktile Funktion des Herzens

18.2.1 Physiologische Grundlagen

18.2.2 Pathophysiologie myokardialer Funktionsstörungen – Herzinsuffizienz

18.3 Klappenmechanik

18.3.1 Physiologische und pathophysiologische Grundlagen

18.3.2 Pathophysiologie spezieller Vitien

18.4 Koronarkreislauf

18.4.1 Physiologische Grundlagen des Koronarkreislaufs

18.4.2 Pathophysiologie der koronaren Herzkrankheit

18.5 Literatur

19 Blutdruck

19.1 Physiologische Grundlagen

19.1.1 Größen, die den Blutdruck bestimmen

19.1.2 Faktoren, die den Blutdruck regulieren

19.2 Allgemeine Pathophysiologie

19.2.1 Hypertonie

19.2.2 Hypotonie

19.3 Spezielle Pathophysiologie der Hypertonie

19.3.1 Primäre Hypertonie

19.3.2 Sekundäre Hypertonie

19.4 Spezielle Pathophysiologie der Hypotonie

19.4.1 Primäre Hypotonie

19.4.2 Sekundäre Hypotonie

19.5 Folgen der Hypertonie

19.5.1 Endorganschäden

19.6 Literatur

20 Periphere Zirkulation

20.1 Physiologische Grundlagen des arteriellen Systems

20.1.1 Einteilung des Gefäßsystems

20.1.2 Biophysik der intravasalen Strömung

20.1.3 Beziehungen zwischen biophysikalischen Faktoren und Gefäßwand

20.1.4 Regulation der peripheren Zirkulation

20.1.5 Regulation der Hautdurchblutung

20.2 Allgemeine Pathophysiologie des arteriellen Systems

20.2.1 Hämodynamische Folgen von arteriellen Stenosen und Verschlüssen

20.2.2 Störungen der kleinen Gefäße und Kapillaren

20.3 Spezielle Pathophysiologie des arteriellen Systems

20.3.1 Ursachen arterieller Durchblutungsstörungen

20.3.2 Pathogenese der Arteriosklerose

20.3.3 Periphere arterielle Verschlusserkrankung

20.3.4 „Steal“-Syndrome

20.3.5 Gefäßspasmen

20.3.6 Aortendissektion

20.3.7 Aneurysmen

20.3.8 Arteriovenöse Fisteln

20.4 Physiologische Grundlagen des venösen Systems

20.4.1 Anatomie

20.4.2 Funktionen der Venen

20.4.3 Regulation der venösen Kapazität

20.4.4 Physiologie des venösen Rücktransports

20.5 Allgemeine Pathophysiologie des venösen Systems

20.5.1 Störungen der Regulation der venösen Kapazität

20.5.2 Akute venöse Verschlüsse

20.5.3 Chronische venöse Insuffizienz

20.6 Spezielle Pathophysiologie des venösen Systems

20.6.1 Tiefe Becken- und Beinvenenthrombosen

20.6.2 Postthrombotisches Syndrom

20.6.3 Primäre Varikose

20.7 Literatur

21 Lymphsystem

21.1 Anatomische und physiologische Grundlagen

21.1.1 Anatomie

21.1.2 Physiologie

21.1.3 Darstellung der Lymphgefäße

21.2 Allgemeine Pathophysiologie

21.2.1 Ödem

21.3 Spezielle Pathophysiologie

21.3.1 Überlastung des Lymphsystems

21.3.2 Lymphödem: eingeschränkte Transportkapazität des Lymphsystems

21.3.3 Chylöser Reflux und Lymphfisteln

21.3.4 Lymphangiom, Lymphzysten und Lymphangiosarkom

21.4 Literatur

Teil VIII Bewegung

22 Sportphysiologie

22.1 Einleitung

22.2 Begriffsdefinitionen

22.3 Klinische Effekte durch körperliche Aktivität und Training

22.3.1 Einfluss auf die Insulinresistenz/Diabetes mellitus

22.3.2 Einfluss auf Dyslipoproteinämie

22.3.3 Einfluss auf die arterielle Hypertonie

22.3.4 Einfluss auf das Myokard

22.3.5 Einfluss auf die Sarkopenie

22.3.6 Körperliche Aktivität und Tumorerkrankungen

22.4 Literatur

Teil IX Schock

23 Schock

23.1 Allgemeine Pathophysiologie

23.1.1 Definitionen

23.1.2 Pathogenese

23.1.3 Kompensationsmechanismen

23.1.4 Schockfolgen

23.1.5 Klinik und Therapie

23.2 Spezielle Pathophysiologie

23.2.1 Hypovolämischer Schock

23.2.2 Septisch-toxischer Schock

23.2.3 Kardiogener Schock

23.2.4 Obstruktiver Schock

23.2.5 Anaphylaktischer Schock

23.2.6 Endokriner Schock

23.2.7 Neurogener Schock

23.3 Literatur

Teil X Lunge und Atmung

24 Lunge und Atmung

24.1 Physiologische Grundlagen und allgemeine Pathophysiologie

24.1.1 Atemregulation

24.1.2 Einfluss von Muskeln, Skelett und Nerven

24.1.3 Ventilation

24.1.4 Pathologische Atmungsformen und Atmungsstörungen

24.1.5 Analyse der Ventilation

24.1.6 Lungenkreislauf

24.1.7 Blutgasuntersuchung

24.1.8 Belastungstests

24.1.9 Verhältnis von Ventilation zu Perfusion

24.1.10 Leitsymptome der respiratorischen Insuffizienz

24.2 Spezielle Pathophysiologie

24.2.1 Respiratorische Insuffizienz

24.2.2 Obstruktive Ventilationsstörungen

24.2.3 Restriktive Lungenerkrankungen

24.2.4 Lungenentzündung, Pneumonie

24.2.5 Erkrankungen der Lungenperfusion

24.2.6 Schlafbezogene Atmungsstörungen

24.2.7 Erkrankungen der Pleurahöhle

24.3 Literatur

Teil XI Verdauung

25 Ösophagus

25.1 Physiologische Grundlagen

25.1.1 Anatomie

25.1.2 Oberer und unterer Ösophagussphinkter

25.1.3 Schluckakt

25.1.4 Untersuchungsmethoden

25.2 Allgemeine Pathophysiologie

25.2.1 Schmerz und Sodbrennen

25.2.2 Dysphagie

25.2.3 Regurgitation

25.3 Spezielle Pathophysiologie

25.3.1 Anlagebedingte und strukturelle Ösophaguserkrankungen

25.3.2 Motilitätsstörungen

25.3.3 Entzündliche Ösophaguserkrankungen

25.3.4 Gastroösophageale Refluxerkrankung

25.3.5 Ösophagustumoren

25.3.6 Sonstige Erkrankungen des Ösophagus

25.4 Literatur

26 Magen

26.1 Physiologische Grundlagen

26.1.1 Anatomie

26.1.2 Sekretion

26.1.3 Motilität

26.2 Allgemeine und spezielle Pathophysiologie

26.2.1 Kongenitale Anomalien des Magens

26.2.2 Motilitätsstörungen

26.2.3 Gastritis und Gastropathien

26.2.4 Peptische Erkrankungen (Ulcus ventriculi, Ulcus duodeni)

26.2.5 Akute Magenschleimhautläsionen

26.2.6 Zollinger-Ellison-Syndrom

26.2.7 Magentumoren

26.3 Literatur

27 Dünndarm

27.1 Physiologische Grundlagen

27.1.1 Anatomie und Histologie

27.1.2 Motilität und Sekretion

27.1.3 Transport, Transportproteine und Transportmechanismen

27.1.4 Verdauung und Absorption ausgewählter Nährstoffe

27.1.5 Neuroendokrine Stimulation des Dünndarms

27.1.6 Intestinale Schutzmechanismen und Immunsystem

27.2 Allgemeine und spezielle Pathophysiologie

27.2.1 Störungen der Dünndarmfunktion

27.2.2 Erkrankungen des Dünndarms

27.3 Literatur

28 Dickdarm

28.1 Physiologische Grundlagen

28.1.1 Motilität

28.1.2 Transportphysiologie

28.1.3 Darmflora (Mikrobiota) und Darmbarriere

28.2 Allgemeine Pathophysiologie

28.2.1 Diarrhö

28.2.2 Obstipation

28.2.3 Meteorismus und Flatulenz

28.2.4 Untere gastrointestinale Blutung

28.3 Spezielle Pathophysiologie

28.3.1 Durchblutungsstörungen – Mesenterialischämie

28.3.2 Entzündung

28.3.3 Funktionelle Darmerkrankungen – das Reizdarmsyndrom

28.3.4 Tumorerkrankungen des Dickdarms

28.4 Literatur

29 Leber

29.1 Physiologische Grundlagen

29.1.1 Leberstruktur

29.1.2 Zelluläre Strukturen und Funktionen

29.1.3 Gefäß- und Nervenstrukturen

29.2 Allgemeine und spezielle Pathophysiologie

29.2.1 Stoffwechselstörungen bei Lebererkrankungen

29.2.2 Reaktionsmuster und Leitsyndrome bei Lebererkrankungen

29.2.3 Hereditäre Stoffwechselerkrankungen der Leber

29.3 Literatur

30 Gallenwege und exokrines Pankreas

30.1 Einleitung

30.2 Physiologische Grundlagen der Gallenwege

30.2.1 Zusammensetzung und Bildung der Galle

30.2.2 Abgabe der Galle

30.3 Allgemeine Pathophysiologie der Gallenwege

30.3.1 Bildung von Gallensteinen

30.3.2 Cholestase

30.3.3 Schmerz

30.4 Spezielle Pathophysiologie der Gallenwege

30.4.1 Steinerkrankungen

30.4.2 Cholezystitis

30.4.3 Cholangitis

30.4.4 Zystische Anomalien der Gallengänge

30.4.5 Tumoren der Gallenwege

30.5 Physiologische Grundlagen des Pankreas

30.5.1 Zusammensetzung des Sekrets

30.5.2 Regulation der Pankreassekretion

30.6 Allgemeine Pathophysiologie des Pankreas

30.6.1 Angeborene Fehlbildungen

30.6.2 Pankreatitis

30.7 Spezielle Pathophysiologie des Pankreas

30.7.1 Pankreatitis

30.7.2 Zystische Fibrose

30.7.3 Pankreaskarzinom

30.8 Literatur

Teil XII Niere und ableitende Harnwege

31 Niere und ableitende Harnwege

31.1 Physiologische Grundlagen

31.1.1 Anatomie und Funktion der Niere

31.1.2 Regulation und Störung der renalen Durchblutung und der glomerulären Ultrafiltration

31.2 Allgemeine und spezielle Pathophysiologie

31.2.1 Tubuläre Erkrankungen

31.2.2 Renovaskuläre Hypertonie

31.2.3 Akutes Nierenversagen

31.2.4 Toxische Nephropathien

31.2.5 Zystennieren

31.2.6 Glomeruläre Erkrankungen

31.2.7 Urämie

31.2.8 Nierenassoziierte Erkrankungen in der Schwangerschaft

31.2.9 Immunbiologie des Nierentransplantats

31.2.10 Steine und obstruktive Veränderungen von Niere und ableitenden Harnwegen

31.3 Literatur

Teil XIII Bewegungsapparat

32 Bindegewebe

32.1 Physiologische Grundlagen

32.1.1 Strukturen des Bindegewebes

32.1.2 Physiologische Regulation

32.2 Allgemeine Pathophysiologie

32.2.1 Gestörte Matrixhomöostase

32.2.2 Gestörte Regulation der mesenchymalen Zellproliferation

32.2.3 Veränderte Angiogenese

32.2.4 Störungen der Synovialflüssigkeit

32.3 Spezielle Pathophysiologie

32.3.1 Produktive Krankheitsbilder

32.3.2 Dysplastische Krankheitsbilder

32.3.3 Destruktive Krankheitsbilder

32.3.4 Entzündliche Krankheitsbilder

32.4 Literatur

33 Muskulatur

33.1 Physiologische Grundlagen

33.1.1 Aufbau und Funktion der Skelettmuskulatur

33.2 Allgemeine Pathophysiologie

33.2.1 Leitsymptome und Diagnostik

33.3 Spezielle Pathophysiologie

33.3.1 Muskeldystrophien

33.3.2 Stoffwechselmyopathien (metabolische Myopathien)

33.3.3 Maligne Hyperthermie

33.3.4 Entzündliche Myopathien (Myositiden)

33.3.5 Endokrine und toxische Myopathien

33.4 Literatur

Teil XIV Nervensystem und Sinnesorgane

34 Nervensystem

34.1 Neuromuskuläre Endplatte

34.1.1 Aufbau und Transmitter

34.1.2 Störungen der neuromuskulären Überleitung

34.2 Peripherer Nerv

34.2.1 Aufbau und Transportvorgänge

34.2.2 Neuropathien

34.3 Rückenmark

34.3.1 Anatomie und physiologische Grundlagen

34.3.2 Läsionen des Rückenmarks

34.4 Hirnstamm und Hirnnerven

34.4.1 Anatomie und Funktionen

34.4.2 Störungen der Okulomotorik

34.4.3 Periphere versus zentrale Hirnnervenläsion

34.4.4 Syndrome

34.5 Vegetatives Nervensystem

34.5.1 Sympathikus und Parasympathikus

34.5.2 Störungen des vegetativen Nervensystems

34.6 Kleinhirn

34.6.1 Anatomie und Funktionen

34.6.2 Funktionsstörungen des Kleinhirns

34.6.3 Kleinhirnerkrankungen

34.7 Basalganglien

34.7.1 Anatomie

34.7.2 Afferenz, Efferenz und Projektionssysteme

34.7.3 Basalganglienbedingte Störungen der Motorik

34.7.4 Basalganglienerkrankungen

34.8 Epilepsie

34.8.1 Grundlagen

34.8.2 Allgemeine Pathophysiologie

34.8.3 Spezielle Pathophysiologie

34.9 Zerebrale Ischämie

34.9.1 Physiologische Grundlagen

34.9.2 Allgemeine Pathophysiologie

34.9.3 Zelluläre Pathophysiologie der Ischämie

34.10 Literatur

35 Chemische Sinne

35.1 Physiologische Grundlagen

35.1.1 Geschmackssinn

35.1.2 Geruchssinn

35.1.3 Trigeminalsystem

35.1.4 Multimodale Integration

35.2 Allgemeine und spezielle Pathophysiologie

35.2.1 Störungen des Geruchssinns

35.2.2 Störungen des Geschmackssinns

35.3 Literatur

Teil XV Anhang

36 Individualisierte Medizin und personalisierte Medikamente

36.1 Einleitung

36.1.1 Definition

36.1.2 Voraussetzungen

36.1.3 Potenzial

36.2 Prädiktive genetische Diagnostik

36.3 Weitere Methoden der individualisierten Medizin

36.3.1 Datenverarbeitung und Bioinformatik

36.4 Klinische Studien zur Entwicklung individualisierter Diagnostika und Therapeutika

36.4.1 Infrastruktur für frühe klinische Forschung

36.4.2 Klassische Wirkstoffentwicklung versus „Quick-Win-Fast-Fail“-Entwicklung in der individualisierten Medizin

36.4.3 Biomarker in der frühen klinischen Forschung

36.5 Literatur

Anschriften

Sachverzeichnis

Impressum

Teil I Genetik

1 Genetik und Genomik

2 Neoplasien

3 Altern

1 Genetik und Genomik

E. Passarge. Frühere Bearbeitung: E. Passarge, J. Kohlhase

1.1 Physiologische Grundlagen

1.1.1 Allgemeine Grundlagen

The story behind

Der 1906 von William Bateson geprägte Begriff Genetik bezeichnet ein damals neues biologisches Wissenschaftsgebiet, das sich auf Erblichkeit (Heredität) und biologische Unterschiedlichkeit (Variation) bezog.

Der Terminus Genomik wurde 1987 von V. A. McKusick und F. H. Ruddle eingeführt. Er bezieht sich auf den 1920 von Hans Winkler geprägten Begriff Genom.

Das Genom umfasst im Gegensatz zur Genetik sämtliche an der Steuerung von Lebensvorgängen beteiligten Moleküle. Es steuert u. a. zentrale Funktionen wie die Embryonalentwicklung mit Differenzierung in eine von etwa 200 verschiedenen Zelltypen, die Kontrolle der Zellteilung, genetische Signalübertragung, Funktion von Nervenzellen, Sinnesorganen, Muskelzellen, Stabilität von Knochen und Bindegewebe, Energiegewinnung aus der Nahrung, Immunabwehr, Bildung, Transport und Abbau von biologisch wichtigen Molekülen sowie die Regulation dieser Vorgänge (weiterführende Informationen bei ▶ [42], ▶ [62], ▶ [76], ▶ [90], ▶ [96], ▶ [103], ▶ [115]).

Genetische Information entspricht einem linear angelegten, codierten Text im Zellkern in den Chromosomen. Er wird mittels komplexer biochemischer Vorgänge im Zellkern und im Zytoplasma decodiert, bevor er eine intra- oder extrazelluläre biologische Funktion steuern kann. Ein Beispiel für einen codierten, nicht unmittelbar lesbaren Text ist:

AMANFANGSCHUFGOTTHIMMELUNDERDE.

Decodiert ist er leicht lesbar:

AM ANFANG SCHUF GOTT HIMMEL UND ERDE.

Tatsächlich besteht eine genetische Information aber nur aus 4 Buchstaben: A, C, G, T, den Anfangsbuchstaben der 4 Nukleotidbasen Adenin, Cytosin, Guanin, und Thymin in dem die genetische Information tragenden Molekül, der DNA (Desoxyribonukleinsäure).

In der genetischen Information besteht jedes zu einem Inhalt beitragende Wort aus 3 Buchstaben (ein Codon). Ein tatsächlicher Abschnitt einer genetischen Information ist z. B. ATGGTGCACCTGACTCCTGAGGAGAAGTCT..., entsprechend den ersten 27 codierenden DNA-Nukleotiden der β-Kette von ▶ Hämoglobin A, nummeriert ab dem Startcodon ATG. Lesbar wird diese Sequenz, wenn sie in der Abfolge ihrer 9 Codons, bestehend aus je 3 Nukleotidbasen, nach dem Startcodon geschrieben wird: ATG GTG CAC CTG ACT CCG GAG GAG AAG TCT ... Jedes der Codons ist der Code für den Einbau einer der 23 Aminosäuren in ein Polypeptid in der in der DNA festgelegten Sequenz (genetischer Code).

Das von der in der DNA-Sequenz niedergelegten Information gebildete Polypeptid wird auch als Genprodukt bezeichnet. Sequenzierung bezieht sich auf die Feststellung der Abfolge der einzelnen Bausteine der DNA, die die genetische Information feststellt. Dennoch ist dies nicht in jedem Fall gleichbedeutend mit der Kenntnis der individuellen zellulären biologischen Funktion. Die lineare genetische Information wird mittels computergestützter Verfahren gespeichert. Die Länge von DNA-Sequenzen wird nach Anzahl ihrer Basen bzw. Basenpaare (bp) angegeben (1 kb – 1000 bp; 1 Mb – 1 Mio. bp).

Die Menge bekannter genetischer Informationen ist extrem umfangreich und daher in verschiedenen Datenbanken dokumentiert. Dies hat zu einem neuen Berufsbild geführt: der genomischen Bioinformatik. Für die DNA-Sequenzierung sind in den vergangenen 5 Jahren automatisierte, höchst effiziente Verfahren entwickelt worden, die eine Sequenzierung des gesamten Genoms im Zeitraum von einigen Tagen zu relativ niedrigen Kosten erlauben.

Ein Gen wird operational als ein DNA-Abschnitt bezeichnet, der eine genetische Information trägt. Jedoch bezieht diese Definition auch die Aktivität (Expression) eines Gens durch regulierende DNA-Sequenzen ein. Diese liegen sowohl in der Nähe als auch weit entfernt. Je nach Gewebe und Zelltyp sind in einer Zelle zu einem bestimmten Zeitpunkt nur bestimmte Gene aktiv, andere sind vorübergehend oder permanent abgeschaltet. Die korrekte Regulation der Aktivität jedes Gens (Genexpression) ist die Voraussetzung für seine physiologische Funktion.

Die jeweilige genetische Information wird als Genotyp bezeichnet; ihre beobachtbare Auswirkung kann alsPhänotyp in der Medizin gleichbedeutend mit einer krankhaften Störung sein. Eine erkennbare unterschiedliche genetische Auswirkung auf den Phänotyp durch ein und dasselbe Gen wird Allel genannt. Die Lokalisation eines Gens ist einGenlocus. Bei diploiden Organismen können beide Allele gleich sein (homozygot) oder sich unterscheiden (heterozygot).

1.1.2 Nukleäres Genom des Menschen

Das Genom besteht aus der Gesamtheit aller Informationen mit ihren zugehörigen molekularen Bestandteilen. Das Genom jeder gegebenen Art von Lebewesen hat einen speziesspezifischen Inhalt und eine definierte Größe. Man unterscheidet 2 Arten: dasnukleäre Genom im Zellkern und das mitochondriale Genom in den Mitochondrien (Kap.  ▶ 1.1.3).

Merke

Das nukleäre Genom des Menschen besteht aus etwa 3,2 Milliarden DNA-Basenpaaren (3,2 × 109 bp oder 3,2 Megabasen [Mb] bzw. 3,2 Gigabasen [Gb]). Dies würde in einem Text von je 1 mm breiten Buchstaben aneinandergereiht einer Länge von 3200 km entsprechen.

Das Genom enthält erheblich mehr DNA, als für die Gene tatsächlich benötigt wird (s. u.). Beim Menschen ist das Genom aufgeteilt in 24 lineare DNA-Moleküle in den 24 Chromosomen (22 Autosomen sowie X und Y) (Kap.  ▶ 1.1.9).

Das Genom des Menschen enthält etwa 21 000 proteincodierende Gene. Diese im Vergleich zu anderen Organismen niedrige Anzahl wird dadurch erhöht, dass fast jedes Gen für mehrere variante Genprodukte codiert. Die Anzahl der Gene einiger anderer Organismen beträgt ca. 1000–5000 für viele Bakterien, ca. 6200 für Hefe (S. cerevisiae), ca. 13600 für Drosophila melanogaster, 20 000 für C. elegans, einen 1 mm transparenten Nematoden. Die komplette DNA-Sequenz des menschlichen Genoms ist seit etwa 2004 bekannt ▶ [38], ebenso wie für jedes Chromosom.

Wie der Begriff Genom die Gesamtheit der DNA umfasst, existieren ähnliche Bezeichnungen wie Proteom für die Gesamtheit aller Proteine, Exom für die Gesamtheit aller proteincodierenden Abschnitte (Exons) aller Gene – vgl. ▶ Exomsequenzierung –, Transkriptom für die Gesamtheit aller mit der ▶ Transkription im Zusammenhang stehenden Moleküle, Metabolom für die Gesamtheit aller Stoffwechselmetaboliten sowie funktionelle Genomik, vergleichende Genomik etc.

Informationen über des Genom des Menschen sind öffentlich zugänglich (z. B. National Center for Bioinformatics: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/projects/genome/guide/human/; www.proteinatlas.org/; Wellcome Trust Sanger Institute: www.sanger.ac.uk/; Human Protein Atlas: www.proteinatlas.org/; Online Mendelian Inheritance in Man [OMIM]: www.ncbi.nlm.nih.gov/omim).

1.1.2.1 Variabilität des Genoms

Das hervorstechende Merkmal des Genoms ist dessen ausgeprägte Variabilität. Jedes Genom ist infolge zahlreicher interindividueller Unterschiede (DNA-Polymorphismen) ein Unikat. Diese Variabilität ist manifest auf mehreren Ebenen:

in der DNA-Sequenz als Unterschiede in je einer einzelnen Nukleotidbase (SNP: Single Nucleotide Polymorphism)

Unterschiede in der Abfolge einfacher Di-, Tri- oder Tetra-Nukleotid-Repeats (Wiederholungen), meistens CA-Repeats CAn (z. B. CACA, CACACA, CACACACA etc.)

Copy Number Variations (CNV) als größere Blöcke von einigen Hundert bis Tausend Nukleotidbasen-Wiederholungen

Etwa 3–5% des Genoms besteht aus den o. g. einfachen Repeats. Etwa alle 2 kbp genomischer Sequenz findet sich 1 DNA-Repeat. Da diese varianten Formen multiallelisch auftreten, unterscheiden sie sich bezüglich ihrer Herkunft von der väterlichen und mütterlichen DNA. Man kann sie deshalb zur Identifizierung ihrer elterlichen Herkunft verwenden und ggf. eine krankheitsauslösende Region identifizieren. Die meisten dieser polymorphen DNA-Abschnitte betreffen nicht für Gene codierende Sequenzen.

SNP stellen den weitaus größten Anteil genetischer Varianten dar. Sie bestehen aus einer varianten Stelle der DNA-Sequenz in nicht codierenden Bereichen, z. B. CCGATAC/TATTATGC (variantes C und T) in einem Einzelstrang. Etwa alle 300 Nukleotide findet sich 1 SNP. Dies ist ohne funktionelle Bedeutung, kann aber zur Identifizierung eines gegebenen DNA-Abschnitts und dessen elterlicher Herkunft verwendet werden, vgl. hierzu den Abschnitt ▶ Genomweite Assoziationsstudien. SNP desselben DNA-Abschnitts werden als Haplotyp bezeichnet. Jedes Individuum hat 2 Haplotypen, einen väterlicher und einen mütterlicher Herkunft. Unterscheiden die Haplotypen sich an einer gegeben Stelle, sind sieheterozygot, sind sie gleich, sind sie homozygot.

Jeder bekannte SNP hat eine genaue chromosomale Lokalisation und eine Identifizierungsnummer (z. B. rs71900220) in öffentlichen Datenbanken. Das rs bedeutet Referenz-SNP, die Zahl ist eine individuelle Seriennummer, die offiziell vergeben und weltweit für den betreffenden SNP verwendet wird (www.ncbi.nlm.nih.gov/projects/SNP/). Mehrere 100 000 doppelsträngige SNP (dsSNP) mit bekannter Lokalisation sind über das Genom verteilt und einzeln identifiziert (International HapMap Project: http://hapmap.ncbi.nlm.nih.gov/).

1.1.2.2 Architektur des Genoms

Merke

Das Genom des Menschen ist extrem variabel und enthält verschiedene Typen sich wiederholender (repetitiver) DNA-Sequenzen.

Nur etwa 10% des Genoms besteht aus intragener DNA mit codierender Information für die Bildung von Proteinen. Die extragene DNA besteht aus großen Blöcken repetitiver Sequenzen ohne bekannte codierende Funktion, entsprechend etwa 50% des Genoms. Diese Repeats gehören 4 Kategorien an:

Repeats aus transponiblen DNA-Sequenzen (Transposons, s. u.)

inaktive Kopien früherer zellulärer Gene (Pseudogene)

Segmentduplikationen (SD) (etwa 5% des Genoms): duplizierte Abschnitte von DNA mit hoher Sequenzidentität (über 95%) in Größen von 1000–200 000 bp (1–200 kbp)

Tandem-Wiederholungen (kleine Blöcke von sich wiederholenden Basenpaaren, z. B. CACACA etc.) im Bereich des Zentromers der Chromosomen und im Telomer

Repetitive Sequenzen aus tandemartigen kurzen Wiederholungen (12–100 Nukleotide) werden als Minisatelliten (VNTR: Variable Number Tandem Repeats) bezeichnet. Mikrosatelliten sind sehr kurze Sequenzwiederholungen von 2–4 Nukleotiden an der gleichen Stelle (STR: Short Tandem Repeats). Segmentduplikationen tragen wesentlich zur Entstehung von ▶ CNV bei.

Transponible genetische Elemente (Transposons) sind mobile DNA-Abschnitte, die im Laufe der Evolution durch Transposition ihre Position verändert haben (dies gilt teilweise vermutlich noch heute). Man unterscheidet, ob die Transposition über eine RNA-Zwischenstufe erfolgt oder nicht. Die auf Transposition zurückgehende eingestreute (interspersed) repetitive DNA kann 4 Typen zugeordnet werden:

lange Abschnitte vom Typ LINE (Long interspersed Elements), etwa 20% des Genoms

kurze Abschnitte (SINE: Short interspersed Elements), etwa 14% des Genoms

lange terminale Repeat-Retrotransposons (LTR-Retrotransposons) (mit RNA-Zwischenstufe), etwa 9% des Genoms

DNA-Transposons (ohne RNA-Zwischenstufe), etwa 7% des Genoms

Jeder dieser Typen besteht aus Untergruppen. LINE-1 ist mit 17,3% des Genoms und etwa 600 000 Kopien die häufigste und der einzige Typ, der zur Transposition befähigt ist. Die Verteilung von DNA-Repeats entlang der Chromosomen ist sehr unterschiedlich, teils sehr viele, teils sehr wenige. Die häufigste Form von SINE im Genom von Primaten sind etwa 1,2 Mio. Kopien von Alu-Sequenzen, benannt nach einem DNA-schneidenden Enzym (Restriktionsenzym Alu I). Sie bestehen aus 2 annähernd gleichen Hälften von je 120 bp, aber mit einer für den Menschen spezifischen 32-bp-Insertion in der rechten Hälfte. Repetitive DNA kann zu bestimmten krankheitsauslösenden Situationen führen (Kap.  ▶ 1.2.6).

Pseudogene sind Relikte früher existierender Gene, die durch verschiedene strukturelle Veränderungen ihre Fähigkeit zur Funktion eingebüßt haben. Sie werden danach unterschieden, ob sie durch Änderung der Nukleotidsequenz entstanden sind (konventionelles Pseudogen) oder durch reverse Transkription (prozessiertes Pseudogen). Das Genom des Menschen enthält ca. 12 000 Pseudogene, die z. T. in der Nähe von normal funktionierenden Genen oder Genfamilien liegen.

1.1.2.3 DNA im Zellkern: Chromatin

Die Gesamtlänge der DNA des diploiden Genoms beträgt etwa 2 × 1 m. Bei einem durchschnittlichen Durchmesser von 10μm wäre ein Zellkern viel zu klein, um DNA unverpackt in den Chromosomen unterzubringen. Die DNA-Länge muss also durch Verpackung um etwa das 10 000-Fache vermindert werden. In der Interphase (Kap.  ▶ 1.1.10) ist DNA im Chromatin des Zellkerns eng mit Histonproteinen in charakteristischen Strukturen assoziiert, den Nukleosomen.

Merke

Jedes Nukleosom besteht aus einem Oktamer von 8 Histonen, je zwei H2A, H2B, H3 und H4. DNA ist außen in 1,7 Windungen von 147 bp um ein Nukleosom gewunden. Nukleosomen sind durch H1-Verbindungshistone von 20–60 bp Länge miteinander verbunden.

Im Chromatin sind Nukleosomen in mehreren hierarchischen Organisationsstufen angeordnet. Man unterscheidetEuchromatin undHeterochromatin. Euchromatin ist weniger eng verpackt und im Elektronenmikroskop als Fäden von 30–300 nm sichtbar. Es enthält mehr Gene als Heterochromatin. Heterochromatin ist eng verpackt und enthält weniger Gene, die praktisch alle inaktiv sind. Entlang jedes Chromosoms lassen sich unterschiedlich große Abschnitte überwiegend aus Euchromatin und Heterochromatin unterscheiden. Diese longitudinale Differenzierung jedes Chromosoms lässt sich mit bestimmten Verfahren lichtmikroskopisch als quer angeordnete helle und dunkle Bänder darstellen (Bandenmuster) (Kap.  ▶ 1.1.9). Elektronenmikroskopische Befunde sprechen dafür, dass im Chromatin jedes Chromosom bzw. bestimmte Chromosomenabschnitte eine bestimmte Position hat/haben.

Drei Stufen der Faltung von DNA in Chromatin lassen sich strukturell und funktionell unterscheiden:

Compartments von aktiven und inaktiven Bereichen,

jedes Compartment besteht aus topologisch assoziierten Domänen (TADs),

innerhalb eines TAD bilden sich Schleifen aus Chromatin-DNA-Bereichen, durch die Enhancer und Transkriptionsfaktoren zusammengebracht werden und die Aktivität eines Gens steuern.

Jedes TAD ist vom benachbarten durch Proteine abgegrenzt. TADs bilden ein Cis-regulatorisches System. Durch fehlerhaftes Zusammenwirken über die Grenzen eines TAD hinaus können eine Reihe genetisch bedingter Erkrankungen mit Fehlbildungen entstehen ▶ [76].

1.1.3 Mitochondriales Genom

Merke

Jede Zelle enthält Hunderte von Mitochondrien im Zytoplasma. Das 1981 von Anderson, Bankier und Barrell sequenzierte mitochondriale Genom (mtDNA) des Menschen steuert die Zentrale für ATP-Bildung (Adenosintriphosphat, der universelle intrazelluläre Energieträger) bei der intrazellulären Energiegewinnung und dem Energietransfer. Es besteht aus nur 16 569 bp zirkulärer DNA in jedem Mitochondrion (ca. 10 pro Mitochondrium, einige Tausend pro Zelle).

Die mtDNA enthält 37 Gene. Jedoch ist eine große Zahl weiterer Gene mit relevanten mitochondrialen Funktionen über das nukleäre Genom verstreut. In der Eizelle befinden sich etwa 100 000 Mitochondrien, in einem Spermatozoon nur etwa 100 mtDNA-Moleküle. Deshalb erfolgt die mitochondriale Vererbung maternal, d. h., nur über die Mutter. Jedoch kann familiäres Auftreten gelegentlich den Mendel’schen Gesetzmäßigkeiten ähneln. Andererseits tritt in vielen Fällen eine mitochondrial bedingte Erkrankung nicht familiär auf. Die mtDNA ist vermutlich bakterieller Herkunft aus einer sehr frühen Phase der Evolution. Da sich der genetische Inhalt in dieser Vielzahl mitochondrialer DNA-Moleküle unterscheidet, sind mitochondriale Erkrankungen extrem variabel (Kap.  ▶ 1.2.5).

Die mtDNA des Menschen enthält 13 proteincodierende Gene für verschiedene Untereinheiten von Enzymen der oxidativen Phosphorylierung (OXPHOS): Cytochrom-c-Oxidase-Komplex-Untereinheiten 1, 2 und 3, Cytochrom b, ATPase-Komplex-Untereinheiten 6 und 8 sowie 7 Untereinheiten von NADH-Dehydrogenase (ND1, ND2, ND3, ND4, ND4L, ND5 und ND6). Dies entspricht etwa 60% der mitochondrialen codierenden Kapazität. Ihre Genprodukte interagieren mit mehr als 60 nukleär codierten Polypeptiden, um die mitochondriale Atmungskette zu bilden. Die anderen Gene codieren für 22 tRNAs (Transfer-RNA) und 2 rRNAs ▶ (ribosomale RNA). Verschiedene Störungen der Struktur und Funktion der mtDNA verursachen eine Vielzahl von Erkrankungen (Kap.  ▶ 1.2.5).

Die meisten mitochondrialen Gene liegen auf dem in der Dichtezentrifugation schweren H-Strang, die anderen auf dem leichten L-Strang. Der mitochondriale genetische Code unterscheidet sich von nukleärer DNA durch Verwendung von UGA als Codon für Tryptophan (in nukleären Genen ein Stopp-Codon) und Verwendung von AGA und AGG als Stopp-Codon (in nukleären Genen Codons für Arginin, Kap. ▶ 1.1.5). In mtDNA findet keine Rekombination statt. Deshalb werden alle auf demselben Strang liegenden Gene gemeinsam als Haplotyp vererbt (ein Haplotyp ist eine Serie von Allelen benachbarter Genloci). Die Mutationsrate in mtDNA ist hoch, weil ein DNA-Reparatursystem fehlt (Kap.  ▶ 1.2.4). Deshalb akkumulieren Nukleotidsubstitutionen relativ rasch.

1.1.4 Von der DNA zum Genprodukt: Decodierung genetischer Information

Die in der Nukleotidbasensequenz der DNA enthaltene genetische Information wird in 2 prinzipiellen aufeinanderfolgenden Schritten decodiert: Transkription undTranslation. Dies geschieht in komplexen intrazellulären biochemischen Reaktionen, aber nach einfachen genetischen Prinzipien auf der Grundlage der Struktur der beteiligten Moleküle, DNA und RNA.

1.1.4.1 DNA

Merke

Die 1953 von Watson und Crick aufgrund kristallografischer Röntgendiffraktionsmuster aufgeklärte Struktur der DNA-Doppelhelix als lineares polymeres Molekül mit außen liegenden aneinandergereihten, über eine Phosphatgruppe verbundenen Zuckerresten (Desoxyribose) und innen liegenden Nukleotidbasen ist das genetische Information tragende Molekül ( ▶ Abb. 1.1).

Je 2 Zuckerreste sind über die Phosphatgruppe an Position 3 (3’) bzw. Position 5 (5’) verbunden. Die Richtung der Basenabfolge der beiden Stränge ist antiparallel, jeweils 5’ nach 3’ in gegenläufiger Richtung. Die Abfolge (Sequenz) der innen liegenden Nukleotidbasen ist strikt komplementär: Aus stereochemischen Gründen kann nur Adenin (A) einem Thymin (T) und nur Guanin (G) einem Cytosin (C) gegenüberliegen. So entstehen Basenpaare aus Adenin und Thymin (A-T, meistens einfach AT geschrieben) und aus Guanin und Cytosin (GC). Adenin und Guanin gehören zu den Purinen, Thymin und Cytosin zu den Pyrimidinen. Die Spezifität der Basenpaarung beruht auf Wasserstoffbrücken, 2 zwischen A und T, 3 zwischen G und C. Die Doppelhelix muss sich vor einer Zellteilung öffnen.

Durch Öffnung der Doppelhelix in 2 Einzelstränge erfolgen 2 grundsätzliche biologische Funktionen: Bildung eines komplementär identischen neuen Strangs (Replikation) oder Übertragung der genetischen Information durchTranskription undTranslation ( ▶ Abb. 1.1). Bei der Replikation dient jeder Einzelstrang als Vorlage zur Bildung eines komplementär identischen neuen Einzelstrangs. Dadurch entstehen 2 identische Doppelhelices. Durch ▶ Transkription und Translation wird ein Genprodukt (Polypeptid) mit der in der DNA vorgegeben Abfolge von Aminosäuren gebildet.

Genetische Informationsübertragung durch DNA.

Abb. 1.1

Die komplementäre Struktur der beiden Stränge der Doppelhelix kann in vitro durch Änderung der Temperatur reversibel geöffnet und in Einzelstrang-DNA überführt werden(Denaturierung). Kontrollierte DNA-Denaturierung ist ein wichtiges Prinzip bei DNA-Untersuchungen: Ein kleiner Abschnitt von Einzelstrang-DNA mit bekannter Sequenz (eine DNA-Sonde) verbindet (hybridisiert) sich mit einem komplementären Abschnitt nur an der Stelle, an der er exakt komplementär ist. Dies kann z. B. mittels fluoreszenzmarkierter DNA der Sonde sichtbar gemacht werden und so die gesuchte Stelle identifiziert werden(DNA-Hybridisierung).

1.1.4.2 RNA

RNA (Ribonukleinsäure) ist ein strukturell der DNA ähnliches Molekül, das in der Regel einsträngig in labiler Form vorkommt. Jedoch besteht eine Nukleotidbase aus Uracil (U) anstatt Thymin und der Zuckerrest besteht aus Ribose, einer Pentose mit 5 C-Atomen. RNA kommt in verschiedenen Sekundärstrukturen vor, z. T. durch Rückfaltung als Doppelstrang. RNA-Moleküle üben in verschiedener Struktur unterschiedliche Funktionen aus: als mRNA (Messenger-RNA) bei