Aber bitte ohne Sahne
In dieser Fachvorlesung soll aufbauend auf den Lehrinhalten der Einführungsvorlesung „Bausteine des Lebens“ ein einfaches Klassifizierungschema komplexer Lipide (Fettsäurederivate, Isoprenoide, Polyketide) erarbeitet, wobei biologisch bedeutsame Fette (Cholesterol, Cholesterolester, Triglyzeride, Phospholipide, Glykolipide, Makrolide) den drei Lipidklassen zugeordnet werden. Weiterhin werden grundlegende Eigenschaften (begrenzte Wasserlöslichkeit, geringe Dichte, hoher Energiegehalt, schnelle Mobilisierbarkeit) von Lipiden erläutert, die diese Naturstoffe gegen andere Naturstoffklassen abgrenzen. Im zweiten Teil der Vorlesung werden ausgewählte Lipide als extra- und intrazelluläre Botenstoffe (Steroidhormone, Eikosanoide, Diazylglyzerole) charakterisiert, wobei Grundprinzipien der Biosynthese, die biologische Bedeutung und der molekulare Wirkmechanismus dieser Lipidmediatoren erläutert werden. Die pharmakologische Beeinflussung der Biosynthese von Eikosanoiden wird exemplarisch als molekularer Angriffspunkt für die Wirkungsweise von entzündungshemmenden Medikamenten gekennzeichnet, wobei auf unerwünschte Nebenwirkungen und deren mechanistische Grundlagen eingegangen werden soll.
In dieser interdisziplinären Vorlesung soll auf phänomenologischer Ebene der Zusammenhang zwischen Lipoproteinen und dem Krankheitsbild der Arteriosklerose erläutert werden. Da diese entzündliche Gefäßerkrankung die Hauptursache für koronare Herzkrankheit, Herzinfarkt und periphere arterielle Verschlusskrankheit darstellt, kommt diesem Zusammenhang große medizinische Bedeutung zu. In der Vorlesung werden zunächst von biochemischer Seite grundlegende Aspekte des Aufbaus und der Funktion verschiedenen Lipoproteine besprochen, wobei dem Cholesterin (Cholesterol) als einem der dominierenden Lipidbestandteile, besondere Aufmerksamkeit gewidmet wird. Anschließend werden von klinischer Seite die kausalen Zusammenhänge zwischen Lipoproteinen und Arteriosklerose aufgezeigt. Anhand des LDL-Rezeptormangels soll ein erhöhtes Serumcholesterin als Risikofaktor für die Arteriosklerose dargestellt werden. Der Zusammenhang zwischen Arterioskleroserisiko und Kohlenhydratstoffwechsel (Diabetes mell. als wichtiger Risikofaktor der Arteriosklerose) wird kurz erläutert.
Es werden die Grundprinzipien der modernen Lipidanalytik beschrieben. Fast immer werden diese Techniken automatisiert durchgeführt, wobei nach einer chemischen Reaktion mit Indikatorreaktion zumeist photometrische oder fluorimetrische Methoden eingesetzt werden. Dies wird am Beispiel der Cholesterin- und Triglyzeridbestimmung erläutert. Die Verfahren der direkten und indirekten LDL-Cholesterin-Bestimmung sowie der Lipoproteinelektrophorese werden erklärt und die Vor- und Nachteile dieser Methoden im klinischen Alltag besprochen. Darauf aufbauend wird das Prinzip der Einteilung von Lipidstoffwechselstörungen unter klinischen Gesichtspunkten in Grundzügen hergeleitet.
Adipositas: Ursachen, Erscheinungsform und Therapieoptionen
Ausgehend von den Bausteinen der Fette (Glycerol und Fettsäuren) werden die prinzipiellen Eigenschaften von Alkoholen und Carbonsäuren erarbeitet. Am Beispiel der gesättigten und ungesättigten Fettsäuren werden die Eigenschaften von C-C Einfach- und Doppelbindungen und der Einfluss der Doppelbindungen auf den Aggregatzustand von Fetten erläutert. Die Studierenden erlernen die Chemie der Verknüpfung von Glycerol und Fettsäuren zu Triacylglycerinen und die beim Abbau der Fette wichtige Spaltung durch Hydrolyse. Als Grundlage zum Verständnis der Rolle von Fetten als Energiespeicher wird die Verbrennung von Biomolekülen zu Kohlendioxid erläutert und dabei das Konzept einer schrittweisen Oxidation von organischen Verbindungen eingeführt. Die prinzipiellen Eigenschaften der Triacylglycerine werden verdeutlicht und die chemischen Eigenschaften von Carbonsäure-, Phosphorsäure- und Thioestern erlernt.
Aufbauend auf den Lehrinhalten der Einführungsvorlesung sollen Fettsäuren, Cholesterin (Cholesterol) und Cholesterinester als wichtige Bestandteile Medizin-relevanter Lipide vorgestellt und ihre biologischen Funktionen als energieliefernde Nahrungsbestandteile, endogene Energiespeicher, Membran- und Lipoproteinkomponenten sowie als Hormonvorstufen charakterisiert werden. Die Grundzüge der Biosynthese von Fettsäuren und Cholesterin aus aktiver Essigsäure sowie der prinzipielle Ablauf des mitochondrialen Fettsäureabbaus zum Zwecke des Energiegewinns werden erläutert. Weiterhin soll die Ausscheidungsschwäche des menschlichen Organismus für Cholesterin (nicht abbaubares Lipid) dargestellt und die sich daraus ergebenden Konsequenzen für Gefäßerkrankungen erläutert werden.
In diesem Seminar werden die Rollen der Nahrungsbestandteile besprochen. Die Prinzipien der gesunden Ernährung werden dargelegt und die Ernährung bei der Prävention und Behandlung von Fettstoffwechselstörungen und metabolischem Syndrom kurz vorgestellt.
In diesem Praktikum werden einfache Versuche zur Wochenthematik „Lipide“ durchgeführt: enzymatische Hydrolyse eines Neutralfettes, Eigenschaften und Reaktionen von Fettsäuren sowie Bestimmung von Cholesterol im Blut mittels Teststreifen.
Die Nachbesprechung, moderiert von den studentischen Modulverantwortlichen, dient der Evaluation und Weiterentwicklung des Moduls. Auf kurzem und direktem Weg kann von den Studierenden Feedback entgegengenommen werden, das sich sowohl auf Inhalt als auch auf Aufbau und Struktur des Moduls beziehen kann. Die studentischen Modulverantwortlichen bringen dieses Feedback anschließend in die Modulreviews ein. Nutzt diese Chance, das Studium zu gestalten!