PP des SW: Proteinstoffwechsel

Die Zöliakie ist die häufigste Lebensmittelintoleranz in Europa

• Es ist jedoch keine klassische Nahrungsmittelallergie, sondern eine Autoimmunerkrankung.

• Pathophysiologisch handelt es sich bei der Zöliakie um einen genetisch determinierten, T-Zell-vermittelten, chronisch-entzündlichen autoimmunen Prozess, der gegen das Dünndarmgewebe gerichtet ist.

• Weizen, Roggen und Gerste lösen bei den Betroffenen Entzündungen im Darm aus.

• Eine ursächliche Behandlung ist nicht möglich. Nur eine streng glutenfreie Ernährung kann die Symptome mildern oder beseitigen

• in Kombination sorgen beide Bestandteile, dafür, dass bspw. Teig seine Felxibilität und aber Festigkeit beim Kneten erhält.

eine inkomplete Verdauung der Gliadin Struktur sorgt dafür, dass Polypeptide entstehen, die mit unter folgende Eigenschaften haben in der Darmschleimhaut haben:

vor allem verantwortlich für die unzureichende Spaltung ist eine erhöhte Prolin Sequenz. Ausschlaggebend ist hierbei die Ringstruktur von Prolin zu dessen Stickstoff, die sich im wesentlichen zu anderen AS unterscheidet, und es Proteasen daher erschwert diese AS zu spalten (weitere Informationen siehe Folientext):

• durch das HLA Fragment entsteht und die Bindung des deamidierten Gliadinpeptids entsteht die Zöliakie auslösende Immunantowort

• durch das HLA Fragment und die Bindung des deamidierten Gliadinpeptids entsteht die Zöliakie auslösende Immunantowort

• klinisch asymptomatisch.

• spezifische Antikörper sind nachweisbar, die Mucosa ist jedoch unverändert.

• Das Risiko für ein malignes Lymphom ist erhöht.

➢ Da sich die Darmschleimhaut, insbesondere bei höherer Glutenzufuhr, zöliakiespezifisch verändern kann, sollten die Patienten engmaschig kontrolliert werden.

• Symptome fehlen oder sind nur schwach ausgeprägt, obwohl bei einer Biopsie Veränderungen der Darmmucosa nachweisbar sind.

• Anlass für die Biopsie ist der Nachweis spezifischer Antikörper im Rahmen einer Screening-Untersuchung, die zum Beispiel bei Menschen mit Diabetes mellitus Typ 1, Down-Syndrom oder Zöliakie in der Familie durchgeführt wird.

• Auch wenn Menschen mit stummer Zöliakie keine Beschwerden verspüren, kann sich ihre körperliche und geistige Leistungsfähigkeit nach Beginn einer glutenfreien Ernährung bessern.

• entwickelt sich im Kindesalter, meist einige Monate nach Einführung einer glutenhaltigen Kost.

• Typische Symptome:

− chronischer Durchfall mit massigen, fettglänzenden, übel riechenden Stühlen

− Wachstumsstörungen

− Appetitlosigkeit

− Übelkeit und vorgewölbter Bauch

− Kind ist weinerlich und missgelaunt

Histologie:

• Degeneration der Darmzotten -> Abbau dieser

• Entwicklung eines Vitaminmangels

Ak´s:

Serologie:

Diagnostik auch möglich über Messung des Zonulins im Serum:

• Erhöhte Zonulinwerte deuten auf eine erhöhte Permeabilität innerhalb der Darmschleimhaut hin

• nicht aussagekrätig für Diagnostik bei Kleinkinder

• Störungen des sog. "Gesamteiweißes" des Bluts

• Dysproteinämien

• (Defekte der Proteinstruktur)

➢Die Gesamtproteinkonzentration im Blutplasma ist wichtig zur Aufrechterhaltung des kolloidosmotischen Drucks und des Blut-pH-Wertes (Puffer-Funktion) und wird daher weitgehend konstant gehalten.

➢Genetisch bedingte Defekte der Proteinstruktur können aufgrund ihrer vielfältigen Funktionen sehr unterschiedliche Auswirkungen auf die Gesundheit haben.

• Verschiedene Erkrankungen

• Störungen des Wasser und Elektrolyt-Haushalts

• Mangelernährungen

• Malabsorptionen

• Proteinverluste

• Erhöhungen von Immunglobulinen (wenn diese nicht mehr durch regulatorische Albuminverminderung ausgeglichen werden, insbesondere und bei Knochenkrebs (multiples Myelom / Plasmozytom) bei Leukämien

▪ monoklonalen Gammopathien (Eiweiß im Serum bis > 140 g/l)

• Erhöhungen von Akut-Phase-Proteinen bei chronisch entzündlichen Erkrankungen (z. B. Infektionen) und Leberzirrhose im kompensierten Stadium.

Pseudo-Hyperproteinämie (= erhöhte Konzentration bei unveränderter Proteinmenge)

• durch starke Dehydratation verursacht, z. B. Diarrhoe, Erbrechen, Dursten, Schwitzen, Polyurie

Beruhen meist auf einer Albuminverminderung, seltener ist eine Störung der Immunglobulinbildung. Verringerte Werte findet man bei…

• Synthesestörungen: Antikörpermangelsyndrom

• Analbuminämien

• Protein-Mangelernährung

• Malabsorptionssyndrom (Nahrungsmittelunverträglichkeiten)

• Mucoviszidose

• Protein-Verlustsyndrom (Glomerulonephritis, Niereninsuffizienz)

• Entzündlichen Darmerkrankungen

• Pseudohypoproteinämien (Schwangerschaft, Infusionen)

Aufgrund von Immunglobulinmangel kann es zu gefährlichen Infektionen kommen, da das Immunsystem geschwächt ist.

Ein Mangel an Albuminen führt immer zu Ödemen (Wasseransammlung im Gewebe). In schwereren Fällen kann es zu Aszites (Wasseransammlung im Bauchraum) oder Pleuraerguss (Wasseransammlung in der Pleura) kommen.

Die Wasseransammlungen entstehen infolge der Verringerung des kolloidosmotischen Druckes, auch onkotischer Druck genannt, in den Blutgefäßen. Dabei sickert Wasser durch die Blutgefäße nach außen.

Neben Ödemen leidet der Patient außerdem an zu niedrigem Blutdruck

• Die normale Proteinausscheidung im Urin liegt zwischen 60 und 150 mg in 24 Stunden.

• Eine Ausscheidung von mehr als 150 mg Eiweiß pro Tag wird definitionsgemäß als Proteinurie bezeichnet.

Benigne Proteinurie:

• Bei Stress, Anstrengung, Unterkühlung und Schwangerschaft

Pathologische Proteinurien:

• Prärenale Proteinurien (Überschreitung der Reabsorptionskapazität)

• Glomeruläre Proteinurie (Fehlfunktionen der Glomeruli)

• Tubuläre Proteinurie (Fehlfunktionen des tubulären Systems)

• Postrenale Proteinurie (Infektionen und Erkrankungen der ableitenden Harnwege)

➢ Differenzierung durch Proteinkonzentration im Morgenharn < 300 mg/L

Biuret-Test

• Zweck: Nachweis von Proteinen (Peptidbindungen).

• Prinzip: Kupferionen (Cu²⁺) reagieren in alkalischer Lösung mit Peptidbindungen zu einem violetten Farbkomplex.

• Vorteile: Einfach, schnell, qualitativ und semi-quantitativ.

• Nachteile: Weniger empfindlich, benötigt relativ hohe Proteinkonzentrationen (>1 mg/mL).

Lowry-Test

• Zweck: Quantitative Proteinbestimmung.

• Prinzip: Kombination des Biuret-Tests mit der Reaktion von Kupfer-Tyrosin-Komplexen und Folin-Ciocalteu-Reagenz (reduziert zu blauem Komplex).

• Empfindlichkeit: 5–100 µg/mL.

• Vorteile: Höhere Empfindlichkeit als Biuret-Test.

• Nachteile: Zeitaufwändiger, anfällig für Störungen durch andere Substanzen (z. B. Detergenzien, Lipide).

BCA-Test (Bicinchoninsäure-Test)

• Zweck: Quantitative Proteinbestimmung.

• Prinzip: Kupferionen (Cu²⁺) reagieren mit Peptidbindungen (wie Biuret-Test); Bicinchoninsäure (BCA) chelatiert die reduzierten Kupferionen (Cu⁺), wodurch ein violettfarbener Komplex entsteht.

• Empfindlichkeit: 0.5–20 µg/mL.

• Vorteile: Höhere Empfindlichkeit, geringere Störanfälligkeit.

• Nachteile: Weniger präzise bei stark basischen oder sauren Bedingungen.

Vergleich:

• Empfindlichkeit: Biuret < Lowry < BCA.

• Aufwand: Biuret < BCA < Lowry.

• Störanfälligkeit: BCA < Lowry < Biuret.

Bradford-Test

• Zweck: Quantitative Proteinbestimmung.

• Prinzip: Coomassie-Brillantblau-G250 bindet an basische und aromatische Aminosäuren (v. a. Arginin, Tryptophan, Tyrosin) und bildet einen blauen Farbkomplex.

• Messbereich: 1–25 µg/mL.

• Vorteile: Schnell, einfach, geringe Störanfälligkeit (außer bei Detergenzien).

• Nachteile: Empfindlichkeit für Proteinstruktur abhängig, nur bedingt lineare Messkurve.

Coomassie-Test

• Zweck: Proteinvisualisierung, z. B. nach SDS-PAGE.

• Prinzip: Coomassie-Brillantblau-Färbung bindet an Proteine, was diese sichtbar macht (blau gefärbt).

• Anwendung: Qualitativer Nachweis von Proteinen in Gelen oder auf Membranen.

• Vorteile: Einfach, kostengünstig, sensitiv (bis zu ng-Bereich).

• Nachteile: Nicht für quantitative Analyse geeignet, Farbstoff kann unspezifisch binden.

Vergleich:

• Bradford-Test: Quantitativ, für Lösungsmessungen geeignet.

• Coomassie-Test: Qualitativ, für Visualisierung in Gelen.

Bradford-Test: Major interfering agents: SDS, TritonX-100, Detergenzien u.a.

Biuret-Test: Major interfering agents: Ammonium Salze, DTT u.a.

BCA (Bicichinonsäure )-Test: Major interfering agents: Starke Säuren, Ammoniumsulfat, Lipide, DTT u.a.

Lowry-Test: Major interfering agents: Starke Säuren, Ammoniumsulfat, DTT u.a

Verschiebung der relativen Proteinanteile, die bei Infektionskrankheiten, Erkrankungen der Leber und der Niere, bei Leukämien und bei Tumor-Kachexie auftreten können.

-> Bei Infektionskrankheiten wird die Zunahme der Konzentration von Akut-Phase-Proteinen und Immunglobulinen durch eine Verminderung der Konzentration von Anti-Akut-Phase-Proteinen kompensiert.

Akut-Phase-Proteine (Zunahme um den Faktor 1,5 – 100): C-reaktives Protein, Fibrinogen, Haptoglobin u.a.

Anti-Akut-Phase-Proteinen: Präalbumin, Albumin, Transferrin

• Acetatfolie saugt sich mit Pufferlösung voll und tufft Proteine auf, dadurch erhält man durch anlegen von Spannung ein Bandenmuster

• Auswertung der Banden ergab ein Peakmsuter. Durch Beurteilung der Verschiebung der Peaks kann Rückschluss auf pathologische Veränderungen genommen werden

• zusätzlicher Peak

• dadurch Verschiebung der Peaks -> aber genauere Auflösung