Pathophysiologie at Universität Jena | Flashcards & Summaries

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Bei was hat das Immunsystem einen erhöhten Energiebedarf?

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  • Aktivierung des Immunsystems (Infektion) --> vermehrte Produktion von Zellen, Zytokinen, antimikrobiellen Peptiden, Antikörpern --> erhöhter Energiebedarf 
    • Bsp.: B-Zellen: massive Proliferation in Keimzentren – nur die wenigsten überleben! --> energieaufwendig 
  • Aktivierung auf Zellebene: Umlagerung Zytoskelett (Phagozytose), intrazelluläres Signalling, Antigenprozessierung --> erhöhter zellulärer Energiebedarf 
  • Fieber 
    • Mann, 80 kg, Erhöhung Körpertemperatur um 0,9°C --> > 250 cal 
    • Vgl. Tagesbedarf Gehirn: 373 cal / Herz: 168 cal

==> „egoistisches Immunsystem“ – bei Infektionsabwehr wird sehr viel Energie in die Immunreaktionen umgeleitet (ggfs. auf Kosten anderer Prozesse)

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Was gehört zu den Makro- und Mikronährstoffen und wie hängen sie mit dem Immunsystem zusammen?

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  • Zucker --> Energie, Bausteine (nicht essentiell) 
  • Fette --> Energie, Bausteine (z. T. essentiell), Bildung von Entzündungsmediatoren 
  • Proteine --> Bausteine (z. T. essentiell), Nutzung als Energiequelle möglich Makro-/Mikronährstoffe 
  • Zink, Eisen, und andere Spurenelemente: essentiell für Enzymfunktionen  
  • Vitamine: essentiell für zelluläre Prozesse 

==> alles was für den Körper generell essentiell ist, ist auch für das Immunsystem essentiell

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Mangelernährung

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  • quantitative Mangelernährung: Unterernährung --> zu wenig Energiezufuhr
  • qualitative Mangelernährung: Fehlernährung --> genug Energie, aber zu wenig Nährstoffe -> wirkt sich negativ auf das Immunsystem aus
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Unterernährung

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  • Kwashiorkor: blähbauch -> genügend Energie, zu wenig Protein
  • Marasmus: sehr abgemagert --> zu wenig Energie und Protein
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Zinkmangel

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  • Hautveränderungen 
  • schlechte Wundheilung 
  • Infertilität (verkleinerte Hoden und Eierstöcke) 
  • Wachstumsstörungen


  • Mangel in westlichen Ländern selten 
  • Mangel in Entwicklungsländern: absolut zu geringere Aufnahme und/oder hoher Getreideanteil: Phytat (organ. Phosphatverbindung) --> behindert Adsorption von Zink 
  • andere Ursachen: Maladsorptionssyndrom, vermehrte Ausscheidung (Sichelzellanämie, Leberzirrhose), chron. Blutverlust bei best. Wurminfektionen


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Vitamin A Mangel

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  • in westlichen Ländern selten
  • Symptome
    • Nachtblindheit -> Augendegeneration bis hin zur vollständigen Erblindung 250.000 – 500.000 Kinder/Jahr erblinden durch Vit. A Mangel 
    • Keratinisierung der Haut, Schleimhaut, Augen --> trockene, schuppige Haut, leichterer Eintritt von Erregern; häufiger Schleimhautinfektionen 
    • Immunsuppression: verminderte Anzahl Lymphozyten (v.a. T-Killerzellen --> Virusinfektionen), Granulozyten 
    • --> Impfungen sind weniger wirksam
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Vitamin A und grüne Gentechnik

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  • Warum betrifft der Vit. A Mangel vor allem bestimmte Entwicklungsländer? 
    • Armut --> Menschen können sich nur Reis leisten --> enthält kaum Vit. A 
    • Bessere Ernährung (Zugang zu mehr Nahrungsmitteln) wäre gut, ist aber politisch/ökonomisch nicht leicht umzusetzen 
    • --> Anreicherung von Reis mit Vit. A durch Gentechnik
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Wie unterscheiden sich Mikrobiota und Mikrobiom?

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  • Mikrobiota: 
    • Die ökologische Gemeinschaft von kommensalen, symbiotischen und pathogenen Mikroorganismen, die auf den Körperoberflächen vorkommt.
    • Erfassung immer unvollständig: 
      • nur ca. 10% der Arten wachsen auf gängigen Kulturmedien 
      • Sequenzieransätze i.d.R. limitiert (seltene Arten werden nicht erfasst)
  • Mikrobiom: 
    • Die ökologische Gemeinschaft von kommensalen, symbiotischen und pathogenen Mikroorganismen, die durch Genomsequenzierung auf Körperoberflächen erfasst wurde.  
    • Erfassung auch unvollständig, hat aber unsere Kenntnisse über die Mikrobiota dramatisch erhöht!
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Warum gibt es im Dünndarm weniger Mikroorganismen als im Dickdarm?

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  • unterschiedliche Umweltbedingungen und Immunantwort 
  • Dünndarm: Nährstoffresorption --> Konkurrenz durch Bakterien unerwünscht! 
  • Dickdarm: Nahrungsbestandteile, die durch den Wirt nicht verdaut werden können
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Welche Faktoren beeinflussen die Mikrobiota?

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  • Alter 
    • Besiedlung beginnt mit der Geburt (vaginal vs. Kaiserschnitt) 
    • Aufnahme über Körperkontakt (Haut der Mutter), Nahrung (auch Muttermilch), Umwelt 
    • sIgA in Muttermilch -> Schutz und Selektion 
    • mit zunehmenden Alter höhere Diversität; fällt mit der altersbedingten Entwicklung der Verdauungsfunktion und veränderter Nahrung zusammen 
    • adultes Mikrobiom: höchste Diversität, relativ stabil (wichtig)
    • hohes Alter: geringere Diversität
  • Geographische Region 
    • unterschiedliche Mikroorganismen in der Umwelt 
    • Region hat Einfluss auf die Nahrungszusammensetzung 
  • Nahrungszusammensetzung 
    • bestimmt Eintrag an Nährstoffen in das Ökosystem Darm (Bsp. Ballaststoffe) 
    • kurzfristige und langfristige Anpassungen 
  • Wirtsgenetik 
    • Verdauung, Stoffwechsel 
    • Immunsystem
  • menschliche Interventionen 
    • Anibiotika 
    • Fasten, parenterale Ernährung
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Dysbiose - Störung der Mikrobiota (Ursachen, Veränderungen und Folgen)

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  • Ursachen: 
    • abrupte Ernährungsumstellung (Bsp.: Rohkost, Reisen) 
    • Entzündung --> Immunreaktion --> „Kollateralschaden“ Kommensale 
    • Antibiotika 
  • Veränderung der Mikrobiota: 
    • verringerte Diversität 
    • Reduktion der Kommensalen 
    • u. U. vermehrt Pathogene 
  • Folgen: 
    • Verdauungsstörungen (Blähungen, Durchfall, Verstopfung) 
    • nekrotisierende Enteritis 
    • chronisch-entzündliche Darmerkrankungen 
  • assoziiert mit: 
    • rheumatoide Arthritis, Multiple Sklerose, Asthma, atopische Dermatitis 
    • Diabetes, metabolisches Syndrom, Arteriosklerose
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Energiebedarf des Immunsystems: angeboren und adaptiv

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  • angeborenes Immunsystem: ständige Abwehrbereitschaft 
    • Epithelzellen (Barrierefunktion) 
    • Granulozyten, Makrophagen 
    • Komplement 
    • antimikrobielle Peptid

--> begrenzte Lebensdauer --> ständige 

--> Erneuerung notwendig --> Energie 


  • adaptives Immunsystem: Produktion spezifisch reagierender Zellen “auf Vorrat” 
    • B- / T-Zellen: ständige Produktion von naiven Zellen – dabei negative Selektion von autoreaktiven Zellen, Absterben von Zellen, die nicht schnell genug auf ein Antigen treffen --> “Energieverlust” 

==> Energie für grundsätzliche Erhaltung der Funktionsfähigkeit


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Q:

Bei was hat das Immunsystem einen erhöhten Energiebedarf?

A:
  • Aktivierung des Immunsystems (Infektion) --> vermehrte Produktion von Zellen, Zytokinen, antimikrobiellen Peptiden, Antikörpern --> erhöhter Energiebedarf 
    • Bsp.: B-Zellen: massive Proliferation in Keimzentren – nur die wenigsten überleben! --> energieaufwendig 
  • Aktivierung auf Zellebene: Umlagerung Zytoskelett (Phagozytose), intrazelluläres Signalling, Antigenprozessierung --> erhöhter zellulärer Energiebedarf 
  • Fieber 
    • Mann, 80 kg, Erhöhung Körpertemperatur um 0,9°C --> > 250 cal 
    • Vgl. Tagesbedarf Gehirn: 373 cal / Herz: 168 cal

==> „egoistisches Immunsystem“ – bei Infektionsabwehr wird sehr viel Energie in die Immunreaktionen umgeleitet (ggfs. auf Kosten anderer Prozesse)

Q:

Was gehört zu den Makro- und Mikronährstoffen und wie hängen sie mit dem Immunsystem zusammen?

A:
  • Zucker --> Energie, Bausteine (nicht essentiell) 
  • Fette --> Energie, Bausteine (z. T. essentiell), Bildung von Entzündungsmediatoren 
  • Proteine --> Bausteine (z. T. essentiell), Nutzung als Energiequelle möglich Makro-/Mikronährstoffe 
  • Zink, Eisen, und andere Spurenelemente: essentiell für Enzymfunktionen  
  • Vitamine: essentiell für zelluläre Prozesse 

==> alles was für den Körper generell essentiell ist, ist auch für das Immunsystem essentiell

Q:

Mangelernährung

A:
  • quantitative Mangelernährung: Unterernährung --> zu wenig Energiezufuhr
  • qualitative Mangelernährung: Fehlernährung --> genug Energie, aber zu wenig Nährstoffe -> wirkt sich negativ auf das Immunsystem aus
Q:

Unterernährung

A:
  • Kwashiorkor: blähbauch -> genügend Energie, zu wenig Protein
  • Marasmus: sehr abgemagert --> zu wenig Energie und Protein
Q:

Zinkmangel

A:
  • Hautveränderungen 
  • schlechte Wundheilung 
  • Infertilität (verkleinerte Hoden und Eierstöcke) 
  • Wachstumsstörungen


  • Mangel in westlichen Ländern selten 
  • Mangel in Entwicklungsländern: absolut zu geringere Aufnahme und/oder hoher Getreideanteil: Phytat (organ. Phosphatverbindung) --> behindert Adsorption von Zink 
  • andere Ursachen: Maladsorptionssyndrom, vermehrte Ausscheidung (Sichelzellanämie, Leberzirrhose), chron. Blutverlust bei best. Wurminfektionen


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Q:

Vitamin A Mangel

A:
  • in westlichen Ländern selten
  • Symptome
    • Nachtblindheit -> Augendegeneration bis hin zur vollständigen Erblindung 250.000 – 500.000 Kinder/Jahr erblinden durch Vit. A Mangel 
    • Keratinisierung der Haut, Schleimhaut, Augen --> trockene, schuppige Haut, leichterer Eintritt von Erregern; häufiger Schleimhautinfektionen 
    • Immunsuppression: verminderte Anzahl Lymphozyten (v.a. T-Killerzellen --> Virusinfektionen), Granulozyten 
    • --> Impfungen sind weniger wirksam
Q:

Vitamin A und grüne Gentechnik

A:
  • Warum betrifft der Vit. A Mangel vor allem bestimmte Entwicklungsländer? 
    • Armut --> Menschen können sich nur Reis leisten --> enthält kaum Vit. A 
    • Bessere Ernährung (Zugang zu mehr Nahrungsmitteln) wäre gut, ist aber politisch/ökonomisch nicht leicht umzusetzen 
    • --> Anreicherung von Reis mit Vit. A durch Gentechnik
Q:

Wie unterscheiden sich Mikrobiota und Mikrobiom?

A:
  • Mikrobiota: 
    • Die ökologische Gemeinschaft von kommensalen, symbiotischen und pathogenen Mikroorganismen, die auf den Körperoberflächen vorkommt.
    • Erfassung immer unvollständig: 
      • nur ca. 10% der Arten wachsen auf gängigen Kulturmedien 
      • Sequenzieransätze i.d.R. limitiert (seltene Arten werden nicht erfasst)
  • Mikrobiom: 
    • Die ökologische Gemeinschaft von kommensalen, symbiotischen und pathogenen Mikroorganismen, die durch Genomsequenzierung auf Körperoberflächen erfasst wurde.  
    • Erfassung auch unvollständig, hat aber unsere Kenntnisse über die Mikrobiota dramatisch erhöht!
Q:

Warum gibt es im Dünndarm weniger Mikroorganismen als im Dickdarm?

A:
  • unterschiedliche Umweltbedingungen und Immunantwort 
  • Dünndarm: Nährstoffresorption --> Konkurrenz durch Bakterien unerwünscht! 
  • Dickdarm: Nahrungsbestandteile, die durch den Wirt nicht verdaut werden können
Q:

Welche Faktoren beeinflussen die Mikrobiota?

A:
  • Alter 
    • Besiedlung beginnt mit der Geburt (vaginal vs. Kaiserschnitt) 
    • Aufnahme über Körperkontakt (Haut der Mutter), Nahrung (auch Muttermilch), Umwelt 
    • sIgA in Muttermilch -> Schutz und Selektion 
    • mit zunehmenden Alter höhere Diversität; fällt mit der altersbedingten Entwicklung der Verdauungsfunktion und veränderter Nahrung zusammen 
    • adultes Mikrobiom: höchste Diversität, relativ stabil (wichtig)
    • hohes Alter: geringere Diversität
  • Geographische Region 
    • unterschiedliche Mikroorganismen in der Umwelt 
    • Region hat Einfluss auf die Nahrungszusammensetzung 
  • Nahrungszusammensetzung 
    • bestimmt Eintrag an Nährstoffen in das Ökosystem Darm (Bsp. Ballaststoffe) 
    • kurzfristige und langfristige Anpassungen 
  • Wirtsgenetik 
    • Verdauung, Stoffwechsel 
    • Immunsystem
  • menschliche Interventionen 
    • Anibiotika 
    • Fasten, parenterale Ernährung
Q:

Dysbiose - Störung der Mikrobiota (Ursachen, Veränderungen und Folgen)

A:
  • Ursachen: 
    • abrupte Ernährungsumstellung (Bsp.: Rohkost, Reisen) 
    • Entzündung --> Immunreaktion --> „Kollateralschaden“ Kommensale 
    • Antibiotika 
  • Veränderung der Mikrobiota: 
    • verringerte Diversität 
    • Reduktion der Kommensalen 
    • u. U. vermehrt Pathogene 
  • Folgen: 
    • Verdauungsstörungen (Blähungen, Durchfall, Verstopfung) 
    • nekrotisierende Enteritis 
    • chronisch-entzündliche Darmerkrankungen 
  • assoziiert mit: 
    • rheumatoide Arthritis, Multiple Sklerose, Asthma, atopische Dermatitis 
    • Diabetes, metabolisches Syndrom, Arteriosklerose
Q:

Energiebedarf des Immunsystems: angeboren und adaptiv

A:
  • angeborenes Immunsystem: ständige Abwehrbereitschaft 
    • Epithelzellen (Barrierefunktion) 
    • Granulozyten, Makrophagen 
    • Komplement 
    • antimikrobielle Peptid

--> begrenzte Lebensdauer --> ständige 

--> Erneuerung notwendig --> Energie 


  • adaptives Immunsystem: Produktion spezifisch reagierender Zellen “auf Vorrat” 
    • B- / T-Zellen: ständige Produktion von naiven Zellen – dabei negative Selektion von autoreaktiven Zellen, Absterben von Zellen, die nicht schnell genug auf ein Antigen treffen --> “Energieverlust” 

==> Energie für grundsätzliche Erhaltung der Funktionsfähigkeit


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