Was Ist Das Schlüssel Schloss Prinzip?

Was Ist Das Schlüssel Schloss Prinzip
Schlüssel Schloss Prinzip einfach erklärt – im Video zur Stelle im Video springen (00:14) Beim Schlüssel Schloss Prinzip (oft auch: Schlüssel-Schloss-Prinzip) gibt es ein „Schloss”, in das meist nur ein „Schlüssel” passt. Damit sind jeweils Moleküle gemeint.

Es können auch mehrere „Schlüssel” in ein „Schloss” passen. Das ist der Fall, wenn mehrere Moleküle („Schlüssel”) eine komplementäre (ergänzende) Struktur zu einem anderen Molekül („Schloss”) haben. Beim Schlüssel Schloss Prinzip verbinden sich also mindestens zwei Moleküle miteinander.

Das Schlüssel Schloss Prinzip ist sehr wichtig, weil viele Moleküle erst ihrer Funktion nachgehen können, wenn sie sich mit ihrem passenden Gegenstück verbunden haben. Du hast vom Schlüssel Schloss Prinzip wahrscheinlich meistens im Zusammenhang mit Enzymen  gehört.

Wie funktioniert das Schlüssel Schloss Prinzip Enzyme?

Bau und Wirkung der Enzyme basieren auf der Schlüssel-Schloss-Theorie – Damit eine Zelle am Leben erhalten wird, müssen z. im Stoffwechsel oder bei der Reizleitung Tausende von chemischen Reaktionen mit hoher Geschwindigkeit ablaufen. Deshalb besitzt jede Zelle biologische Katalysatoren, sogenannte Enzyme, die diese Reaktionen millionenfach, manchmal sogar milliardenfach beschleunigen.

Im Vergleich zu anderen Katalysatoren wirken Enzyme mit hoher Spezifität. Ein bestimmtes Enzym katalysiert nicht jede beliebige Reaktion sondern setzt nur ganz bestimmte Substrate um. Diese Eigenschaft nennt man Substratspezifität.

Wie erkennt ein Enzym „sein” Substrat? Enzyme besitzen ein aktives Zentrum, das aus räumlich benachbarten Aminosäureresten der Proteinstruktur gebildet wird und die katalytisch wirksame Region des Enzyms darstellt (Bild 1). Die Erkennung des bestimmten Substrats geschieht nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip , welches von EMIL FISCHER 1894 entdeckt wurde.

  1. Das aktive Zentrum des Enzyms ist vorgeformt, so dass ein Substrat nur in einer ganz bestimmten Orientierung binden kann;
  2. Die Schlüssel-Schloss-Theorie geht vom Zusammenpassen von Molekülen aufgrund ihres komplementären Baus aus;

Enzym und Substrat passen zusammen wie der Schlüssel zu einem Schloss. Die Substratbindung wird also ermöglicht, weil die Gestalt des aktiven Zentrums komplementär zu einer Stelle im Substrat passt. Dieser bildliche Ausdruck hat sich als sehr fruchtbar für die Enzymforschung erwiesen.

  1. Er erklärt auf einfache Weise die Substratspezifik der Enzyme;
  2. 1958 wurde das Modell von DANIEL E;
  3. KOSHLAND JR;
  4. weiterentwickelt;
  5. Er fand heraus, dass das aktive Zentrum vieler Enzyme erst nach der Bindung mit dem Substrat eine dazu komplementäre Form annimmt;

Im dynamischen Prozess erkennt das Enzym das Substrat und passt die Gestalt des aktiven Zentrums an (Bild 2). Die moderne Theorie beschreibt die Wirkungsweise nach dem Induced-Fit-Modell. Außerdem katalysiert ein bestimmtes Enzym in Abhängigkeit von den Eigenschaften des aktiven Zentrums nicht jede beliebige Reaktion, sondern setzt das Substrat zu ganz bestimmten Produkten um.

Diese Eigenschaft nennt man Wirkungsspezifität. Die aktiven Zentren werden oft von funktionellen Gruppen benachbarter Aminosäuren des Peptids gebildet. Diese sind häufig um Metallionen koordiniert (Mg, Zn, Fe), wodurch die spezifische Geometrie des Zentrums gebildet wird.

Weiterhin können auch intermediär gebundene Coenzyme die Struktur des aktiven Zentrums beeinflussen. Coenzyme können komplexe organische Moleküle, z. Adenosintriphosphat, sein. Sie werden durch die Enzymreaktionen, an denen sie beteiligt sind, chemisch verändert.

Was ist das Schlüssel Schloss Prinzip der Hormone?

Das Schlüssel-Schloss-Prinzip – Über den Blutkreislauf gelangen die Hormone schließlich an ihre Zielzellen. Damit sie diese auch erkennen können, sind die Zielzellen mit speziellen Rezeptoren ausgestattet. Das Hormon und der Rezeptor der entsprechenden Zielzelle passen so genau zusammen wie ein Schlüssel zu seinem Schloss.

  • Man nennt dieses Erkennungssystem deshalb auch das Schlüssel-Schloss-Prinzip;
  • Dockt das Hormon an den passenden Rezeptor seiner Zielzelle an, löst es in ihr die entsprechenden Stoffwechselvorgänge aus, für die es auf den Weg gebracht wurde;

Jede Zelle trägt mehrere verschiedene Rezeptoren für verschiedene Hormone und das bedeutet, dass über diesen Weg verschiedene Stoffwechselvorgänge ausgelöst werden können. Ein bestimmtes Hormon kann seinen passenden Rezeptor auch auf den Zellen ganz unterschiedlicher Gewebe finden.

Entsprechend ist auch der Stoffwechselprozess, den es auslöst, jeweils ein anderer. Nimmt man beispielsweise das Stresshormon Adrenalin, so bewirkt es zum einen eine verminderte Durchblutung im Verdauungstrakt, während es zum anderen beim Skelettmuskel genau das Gegenteil auslöst.

Hier regt es die Durchblutung an.

Wo gibt es das Schlüssel Schloss Prinzip?

Das Schlüssel-Schloss-Prinzip

3 Beispiel – Ein bekanntes Beispiel für das Schlüssel-Schloss-Prinzip ist der Enzym-Substrat-Komplex. Dieser Komplex kann nur entstehen, wenn an ein aktives Zentrum eines Enzyms ein dazu komplementäres Substrat bindet. Das aktive Zentrum ist so geformt, sodass nur ein bestimmtes Substrat hineinpasst wie ein Schlüssel in ein Schloss.

Was ist ein Enzym wie funktioniert es?

Hier lernst du u. : –

  • die Bedeutung der Enzyme als Biokatalysatoren,
  • die Bauprinzipien der Enzyme,
  • die Wirkungsweise der Enzyme bei der Verdauung,
  • das Schlüssel-Schloss-Prinzip auf die Wirkungsweise der Enzyme zu übertragen,
  • Anwendungsbeispiele von Enzymen im Alltag und der Technik.

Wer Brot längere Zeit kaut, bemerkt, dass es allmählich einen süßen Geschmack annimmt. Der Speichel im Mund enthält Ptyalin, ein Enzym, das die Stärke im Brot in Zuckermoleküle aufspaltet. Enzyme sind Stoffe, die wir brauchen, damit bestimmte chemische Reaktionen des Stoffwechsels bei Körpertemperatur in Gang kommen. Sie werden deshalb auch als Biokatalysatoren bezeichnet.

Sie beschleunigen die chemischen Reaktionen im Körper, indem sie die dazu nötige Aktivierungsenergie herabsetzen. Alle Enzyme sind Proteine. Fast immer sind sie kugelförmige Moleküle mit einer Einbuchtung, dem sog.

aktiven Zentrum. Hier wirkt das Enzym auf ein Substrat ein, ein zu ihm passendes Molekül. Ein Enzym kann immer nur dann wirksam werden, wenn das Enzym und das Substrat zueinander passen – wie ein Schlüssel zu einem Schloss. Wenn wir z. Semmeln essen, werden nur die Enzyme wirksam, die auch zu den Inhaltsstoffen der Semmeln, der Stärke, passen.

  • Das Enzym Amylase oder Ptyalin, spaltet die Moleküle in Maltose, einen Doppelzucker, dann greift die Maltase an;
  • Schritt für Schritt werden die Stärkemoleküle zerkleinert, übrig bleiben Einfachzucker;
  • Die Bestandteile von Käse und Ei dagegen gelangen zunächst unverändert bis in den Magen;
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Die Magenwand fügt nun das Enzym Pepsin dazu, das spaltet die Proteine in kleinere Bruchstücke, bevor sie dann im Darm in Aminosäuren zerlegt werden. Enzyme lassen sich einteilen nach ihrer Funktion und den Substraten, auf die sie einwirken. Verdauungsenzyme sind zuständig für die Aufspaltung von Proteinen, Fetten oder Kohlenhydraten – daher haben sie auch ihre Namen.

  • Enzyme, die Proteine in Fisch, Fleisch oder Eier spalten, heißen Proteasen; Enzyme, die Fette wie Schmalz, Butter und Öl zerschneiden, nennt man Lipasen;
  • Bei der Verdauung von stärkehaltigen Nudeln, Reis oder Brot sind Amylase und Maltase aktiv;

Enzyme haben viele Aufgaben. Die Medizin setzt sie ein bei Verdauungs- und Stoffwechselstörungen, auch beim Waschen leisten Enzyme gute Dienste. In Waschmitteln helfen sie mit beim Entfernen von Fett- und Eiweißflecken. Solche Waschpulver sind aber nicht geeignet für Kochwäsche, weil die Enzyme bei etwa 60 Grad ihre Wirksamkeit verlieren.

Vor allem Fleckenentferner und Spezialwaschmittel enthalten Enzyme. Ein altbewährtes und wirksames Mittel gegen Flecken ist Gallseife. Enzyme werden auch beim Gerben von Leder eingesetzt, sie werden der Beize in der Trommel zugegeben.

Es sind vor allem Proteasen, die hier ihre Aufgabe beim Enthaaren der Felle und Häute erfüllen. Die Enzyme sorgen dafür, dass das Leder weich und geschmeidig wird. Bewährt haben sich Enzyme auch in der Käserei. Der Milch wird Lab zugesetzt, das enthält Chymosin.

  • Das Enzym lässt die Milch gerinnen, ohne dass sie sauer wird;
  • Früher wurde das Lab aus Kälbermägen gewonnen, heute wird es biotechnisch hergestellt;
  • Der eingedickte Käsebruch kann von der Molke abgeschöpft werden;

Im Keller reift der Käse dann unter Einwirkung weiterer fett- und eiweißspaltender Enzyme heran und entwickelt seinen typischen Geschmack. Auch beim Bierbrauen sind Enzyme im Einsatz, sie werden beim Maischen im Malz aktiv. Die Brauer verwenden hierzulande meist Gerstenoder Weizenmalz.

Das enthält Enzyme – es sind Amylasen –, die spalten die Stärke im Korn auf und machen daraus vergärbaren Zucker, Maltose. Erst dann kann die Bierhefe mit Unterstützung ihrer zelleigenen Enzyme diesen Zucker zu Alkohol vergären.

Den Bäckern helfen Enzyme bei der Zubereitung von Hefeteig. Vielfach werden Enzyme den Backmischungen zugegeben. Sie sind auch im Stoffwechsel der Hefezellen aktiv. Sie “verdauen” die Stärke vor und erleichtern der Hefe die Arbeit. Die Hefe leistet mehr und das Volumen des Gebäcks dehnt sich aus, der Teig “geht auf”.

Enzyme lassen auch zähes Fleisch zart werden. Die Tropenfrucht Papaya enthält Papain, ein Enzym, das die proteinhaltigen Fleischfasern mürbe macht. Enzyme (Fermente) sind Katalysatoren, die die chemischen Reaktionen im Organismus steuern.

Nur unter der Wirkung dieser “Biokatalysatoren” sind die chemischen Umsetzungen, der Stoffwechsel im Organismus, bei Körpertemperatur überhaupt möglich, denn die meisten am Stoffwechsel beteiligten chemischen Verbindungen sind zu reaktionsträge, um bei dieser Temperatur genügend rasch reagieren zu können.

  • Die Wirkung der Enzyme besteht darin, dass sie die erforderliche Aktivierungsenergie erniedrigen und dadurch die Reaktionsgeschwindigkeit erhöhen;
  • Die meisten Enzyme beeinflussen nur ganz bestimmte Reaktionen, d;

sie sind “wirkungsspezifisch”. Sie können von verschiedenen möglichen Umsetzungen einer bestimmten Substanz nur eine einzige auswählen und nur die Aktivierungsenergie gerade dieser Reaktion herabsetzen. Enzyme sind von ihrer Zusammensetzung her entweder Proteine oder Proteide.

In den Proteiden ist eine sog. Wirkgruppe mit dem Protein, dem Trägermolekül, verbunden. Gewisse Wirkgruppen können vom Körper nicht selbst aufgebaut werden und müssen darum mit der Nahrung zugeführt werden, man bezeichnet die entsprechenden Substanzen als Vitamine.

Enzyme sind “stoffspezifisch”, d. sie passen jeweils nur zu einer bestimmten Substanz, deren Umsetzung sie katalysieren (Schlüssel- Schloss-Prinzip). Diese Spezifität beruht auf der Komplementarität der Raumstruktur und der oberflächlich möglichen Wechselwirkungen zwischen Enzym und Substrat.

Es kommt zur Bildung eines Enzym- Substrat-Komplexes. So vermag beispielsweise das Enzym Amylase nur Amylose zu Glucose abzubauen, nicht aber die Cellulose, die ebenfalls aus Glucose besteht. Beim Erwärmen auf Temperaturen über 60 Grad wird die Struktur der Enzyme zerstört, sie verlieren ihre Wirkung.

Auch stärkere ph-Veränderungen führen zur Inaktivierung der Enzymproteine. Aus diesem Grund ist eine Pufferung der Körperflüssigkeiten unbedingt notwendig. Fehler in Enzymen können fatale Folgen haben. Durch solche Enzymdefekte ist die Aktivität eines Enzyms vermindert oder gar nicht mehr vorhanden.

  • Manche Enzymdefekte werden genetisch vererbt, d;
  • das Gen, das die Aminosäuresequenz des entsprechenden Enzyms kodiert, enthält eine oder mehrere Mutationen oder fehlt ganz;
  • Beispiele für vererbbare Enzymdefekte sind die Phenylketonurie und Galaktosämie;

Enzyme sind wertvolle Werkzeuge der Biotechnologie. Ihre Einsatzmöglichkeiten reichen von der Käseherstellung (Labferment) über die Enzymatik bis hin zur Gentechnik. Enzyme werden unter anderem in der Industrie benötigt. Waschmitteln fügt man Lipasen (Fett spaltende Enzyme), Proteasen (Eiweiß spaltende Enzyme) und Amylasen (Stärke spaltende Enzyme) zur Erhöhung der Reinigungsleistung hinzu, weil diese Enzyme die entsprechenden Flecken zersetzen.

  1. Enzyme werden auch zur Herstellung einiger Medikamente und Insektenschutzmittel verwendet;
  2. Bei der Käseherstellung wirkt das Labferment mit, ein Enzym, das früher aus Kälbermägen gewonnen wurde;
  3. Viele Enzyme können heute mit Hilfe von gentechnisch veränderten Mikroorganismen hergestellt werden;

Für bestimmte Anwendungen entwickeln Wissenschaftler heute gezielt leistungsfähigere Enzyme durch Protein-Engineering. In der Medizin spielen Enzyme eine wichtige Rolle. Viele Arzneimittel hemmen Enzyme oder verstärken ihre Wirkung, um eine Krankheit zu heilen.

Prominentester Vertreter solcher Arzneistoffe ist wohl die Acetylsalicylsäure, die das Enzym Cyclooxygenase hemmt und somit unter anderem schmerzlindernd wirkt. Die medizinische Diagnostik verwendet Enzyme, um Krankheiten zu entdecken.

In den Teststreifen für Diabetiker befindet sich zum Beispiel ein Enzymsystem, das unter Einwirkung von Blutzucker einen Stoff produziert, dessen Gehalt gemessen werden kann. So wird indirekt der Blutzuckerspiegel gemessen. Man nennt diese Vorgehensweise eine “enzymatische Messung” Sie wird auch in medizinischen Laboratorien angewandt, z.

zur Bestimmung von Glucose (Blutzucker) oder Alkohol. Man macht sich dabei die Substratspezifität von Enzymen zu Nutze. Es wird also der zu analysierenden Körperflüssigkeit ein Enzym zugesetzt, das das zu messende Substrat spezifisch umsetzen kann.

An der entstandenen Menge von Reaktionsprodukten kann man dann ablesen, wie viel des Substrats in der Körperflüssigkeit vorhanden war. Im menschlichen Blut sind auch eine Reihe von Enzymen anhand ihrer Aktivität direkt messbar. Die im Blut zirkulierenden Enzyme entstammen teilweise spezifischen Organen.

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Was bedeutet das Schlüssel Schloss Prinzip im Zusammenhang mit Diabetes?

Typ-2-Diabetes – Beim Typ-2-Diabetes wird Insulin (Schlüssel) produziert, es passt aber nicht mehr zu den Körperzellen (Schloss), da diese nicht mehr richtig auf das Insulin reagieren. übergewicht, ungesunde und übermäßige Ernährung sowie Bewegungsmangel sind wesentliche Faktoren für die Entstehung des Typ-2-Diabetes.

Die Körperzellen werden mit der Zeit unempfindlich für Insulin und können immer weniger Glukose aufnehmen. Der Körper versucht die verringerte Aufnahme der Zellen mit einer erhöhten Insulinproduktion auszugleichen, was aber den Anstieg des Blutzuckerspiegels nicht verhindern kann.

Diese erhöhte Produktion führt langfristig zur Erschöpfung der verantwortlichen Zellen. Symptome:

  • Frühstadium: unspezifische Symptome, Diagnose ist häufig als Zufallsbefund
  • Häufige Müdigkeit
  • Schlechtes Befinden
  • Erhöhte Infektanfälligkeit
  • Selten: erhöhtes Durstgefühl und erhöhter Harndrang
  • Verstärktes Hungergefühl und Gewichtszunahme

Was ist ein Enzym für Kinder erklärt?

Enzyme sind hochmolekulare Eiweißkörper, die als Biokatalysatoren an fast allen Stoffwechselreaktionen in tierischen sowie pflanzlichen Organismen beteiligt sind. Sie sind in der Lage, die für jede Reaktion notwendige Aktivierungsenergie (Höhe der Energiebarriere) herabzusetzen.

Was steuern die Hormone?

Alle NetDoktor. de-Inhalte werden von medizinischen Fachjournalisten überprüft. Hormone sind chemische Botenstoffe im Körper. Sie übermitteln Informationen und regulieren zahlreiche Körpervorgänge wie Stoffwechsel, Ernährung, Atmung, Blutdruck, Salz- und Wasser-haushalt, Sexualfunktionen und Schwangerschaft. Lesen Sie alles Wichtige zum Thema Hormone: Definition, Bildung, Aufgaben sowie Beispiel für hormonelle Störungen!

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Was bewirken Geschlechtshormone?

Geschlechtshormone prägen das Geschlecht – Die Geschlechtshormone werden zum größten Teil in den Hoden des Mannes und den Eierstöcken der Frau gebildet. Es werden drei Gruppen von Geschlechtshormonen unterschieden: Androgene, Östrogene und Gestagene.

Die Hoden bilden hauptsächlich Androgene. Das wichtigste und bekannteste Androgen ist Testosteron. Testosteron wird schon sehr früh während der embryonalen Entwicklung gebildet und bestimmt, dass sich der Fötus männlich entwickelt.

Während der Pubertät sorgt eine Erhöhung der Androgen-Konzentration im Körper für die Ausbildung der männlichen sekundären Geschlechtsmerkmale. Hierzu gehören Muskelwachstum, Stimmbruch und vermehrte Körperbehaarung. Auch auf das Verhalten wirken sich die Androgene aus.

Bei Säugetieren und anderen Wirbeltieren prägen sie den Sexualtrieb und erhöhen die Aggressivität. Der weibliche Organismus wird hauptsächlich durch Östrogene und Gestagene reguliert. Östrogene steuern die Entwicklung der weiblichen Geschlechtsmerkmale.

Sie leiten Fettablagerungen als Energievorrat ein, stimulieren die Brustentwicklung und beeinflussen das weibliche Sexualverhalten. Gestagene, vor allem das Progesteron, bereiten die Schleimhaut der Gebärmutter in jedem Menstruationszyklus erneut für die Einnistung eines Embryos vor.

Was ist ein Substrat einfach erklärt?

In der Biochemie wird als Substrat der Ausgangsstoff für Funktionen von Biomolekülen und für den Stoffwechsel von Organismen bezeichnet. Das Substrat wird insbesondere bei technisch oder wissenschaftlich angesetzten Substraten als Nährmedium bezeichnet.

Wie wird ein Enzym gebildet?

AMINOSÄUREN SIND ENTSCHEIDEND – Enzyme bestehen aus Protein und werden aus insgesamt 20 verschiedenen Aminosäuren gebildet. Je nach Funktion der beteiligten Aminosäuren besitzt jedes Enzym eine spezielle Zusammensetzung. Der Aufbau der Enzyme unterscheidet sich aber nicht nur durch ihre Zusammensetzung, sondern auch durch Anzahl und Reihenfolge aller beteiligten Aminosäuren.

Wie ein Enzym aufgebaut wird, ist in den Genen verankert und wird in der Zelle durch eine genetische Anweisung gesteuert und dort auch überwacht. Hergestellt werden sie in einem komplizierten biochemischen Prozess in lebenden Zellen.

Erst durch ihre spezielle Struktur können Enzyme ein Teil von aufbauenden oder abbauenden Stoffwechselprozessen werden. Enzyme sind so aufgebaut, dass sie mit dem jeweiligen Molekül, das als Substrat bezeichnet wird, eine Bindung über eine sogenannte Tasche oder Rinne eingehen.

Welche Eigenschaften haben Enzyme?

Ist jedes Enzym ein Protein?

Was sind Enzyme? – im Video zur Stelle im Video springen (00:13) Enzyme sind komplexe Moleküle (meist Proteine), die Stoffwechselvorgänge im Körper katalysieren — also beschleunigen — ohne selbst verändert zu werden. Sie werden deswegen auch als Biokatalysatoren bezeichnet.

  1. Die Umwandlung von Nahrung ist nur einer der zahlreichen biochemischen Prozesse, für die Enzyme notwendig sind;
  2. Lebewesen könnten deshalb ohne Enz yme nicht über leben;
  3. Merke: Nicht alle Enzyme sind Proteine, denn die sogenannten Ribozyme — Enzyme, die unter anderem am Ablesen der DNA ( Transkription ) beteiligt sind — sind aus RNA aufgebaut!  Bei einer enzymatischen Reaktionen bindet der entsprechende Stoff (Substrat)   an das sogenannte aktive Zentrum des Enzyms;

Dadurch entsteht ein Enzym-Substrat-Komplex. Das Enzym kann das Substrat dann umsetzen und es entstehen ein oder mehrere Produkte. Was Ist Das Schlüssel Schloss Prinzip direkt ins Video springen Schematische Darstellung einer Enzymreaktion Enzyme Definition Ein Enzym (engl. enzyme) ist ein komplexes Molekül, das Stoffwechselprozesse (biochemische Reaktionen) in Organismen beschleunigt. Das Enzym selbst dient als Katalysator, bleibt also unverändert. Es handelt sich bei Enzymen meist um Proteine, nur die Ribozyme sind aus RNA aufgebaut.

Sind Proteine Enzyme?

Enzyme sind komplexe Eiweißmoleküle. Im Körper wirken diese Proteine als Beschleuniger von biochemischen Reaktionen. Deswegen werden Enzyme auch als Biokatalysatoren bezeichnet. Enzyme sind in Organismen die zentralen Antreiber für biochemische Stoffwechselprozesse – ohne Enzyme kein Leben.

Wo werden die Enzyme gebildet?

Allgemein-, Viszeral- und Thoraxchirurgie (Friedrichstadt) Die Bauchspeicheldrüse hat 2 wichtige Funktionen: a) Produktion von Enzymen für die Verdauung Die Bauchspeicheldrüse produziert pro Tag ca. 1,5 bis 3 l enzymhaltiges Sekret. Es werden mehr als 20 verschiedene Verdauungsenzyme gebildet.

Das Bauchspeicheldrüsensekret ist klar und dünnflüssig. Die Enzyme werden in der Bauchspeicheldrüse als inaktive Vorstufen produziert, um das Organ vor der eigenen Verdauung durch die Enzyme zu schützen.

Die Enzyme werden im Zwölffingerdarm aktiviert und zerlegen die Nahrungsbestandteile in ihre Bausteine. Dies ist notwendig, damit der Darm Nahrungsbestandteile in das Blut aufnimmt. Die wichtigsten Enzyme der Bauchspeicheldrüse sind die Amylase für die Verdauung der Kohlenhydrate, das Trypsin für die Zerlegung der Eiweiße und die Lipase für die Aufspaltung der Fette.

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Für die Verdauung der Fette ist neben dem Bauchspeicheldrüsensekret auch die Galle notwendig. Bei der gesunden Bauchspeicheldrüse wird die Sekretion der Enzyme an die Nährstoffzufuhr angepasst, d. im nüchternen Zustand ist die Bauchspeicheldrüsensekretion insgesamt niedrig und bei Aufnahme einer Mahlzeit kommt es zu einer Steigerung der Sekretion um das 3 – 6fache.

Nährstoffgehalt und Zusammensetzung und die physikalischen Eigenschaften der Mahlzeit bestimmen das Ausmaß der Sekretion. Es werden weitaus mehr Enzyme vom gesunden freigesetzt als zur Verdauung einer normalen Mahlzeit erforderlich sind. Bei nicht ausreichender Produktion der Enzyme kann es zu Durchfällen, fettigen und schmierigen Stuhlgängen und im Langzeitverlauf zu einer Gewichtsabnahme kommen.

b) Produktion von Hormonen Die durch die Bauchspeicheldrüse produzierten Hormone werden in den sog. Inseln produziert, welche in der gesamten Drüse vor allem im Schwanz lokalisiert sind. Diese sog. Langerhanns’schen Inseln bestehen aus spezialisierten Zellen, welche spezifische Hormone produzieren.

Die Hormone werden aus der Bauchspeicheldrüse direkt ins Blut abgegeben und wirken somit im gesamten Körper. Das wichtigste Hormon ist das Insulin, welches entscheidend für die Blutzuckerregulation ist. Das Insulin ist u. für den Übertritt des Zuckers vom Blut in die verschiedenen Körperzellen verantwortlich.

Die insulinproduzierenden Zellen messen den Blutzucker und geben bedarfsadaptiert entsprechende Mengen an Insulin ab. Bei reduzierter oder fehlender Insulinproduktion kann der Blutzuckerspiegel nicht mehr reguliert werden und es entwickelt sich eine Blutzuckerkrankheit (Diabetes mellitus).

Neben dem Insulin wird das sog. Glukagon produziert, welches der Gegenspieler zum Insulin ist. Bei zu niedrigen Blutzuckerwerten setzt Glukagon aus Reserven, besonders in der Leber, Glukose frei. Weitere wichtige von der Bauchspeicheldrüse produzierte Hormone sind das Somatostatin und das pankreatische Polypeptid, die ebenfalls an der Regulation am Stoffwechselprozess beteiligt sind.

Was ist der hormonelle Regelkreis?

Regulation durch hormonelle Regelkreise – So genannte Regelkreise steuern die Bildung der meisten Hormone. Dabei stimulieren oder bremsen sich die verschiedenen Hormondrüsen gegenseitig. Außerdem können Hormone auf ihre eigene Ursprungsdrüse oder eine übergeordnete Drüse einwirken und die Hormonmenge beeinflussen.

  1. Mit Hilfe solcher „Rückkopplungskreise”, in denen die Menge eines bereits gebildeten Hormons seine eigene Produktion fördert oder drosselt, werden ebenfalls viele Hormone reguliert;
  2. Beispiel: Der Hypothalamus im Gehirn schüttet das Gonadotropin-Releasing Hormon (Gn-RH);

Gn-RH gelangt mit dem Blut zur Hirnanhangsdrüse (Hypophyse) und bewirkt dort bei der Frau die Bildung von luteinisierendem Hormon (LH) und Follikel-stimulierendem Hormon (FSH). FSH und LH werden mit dem Blutstrom zu den Eierstöcken transportiert und lösen im weiblichen Körper die Produktion von Geschlechtshormonen ( Östrogene und Gestagene ) aus.

  • Der Körper meldet daraufhin an den Hypothalamus und an die Hypophyse, dass die Eierstöcke hohe Mengen an Östrogen bilden;
  • Nun „weiß” der Hypothalamus, dass der Körper genügend Östrogen hat und er drosselt seine Gn-RH-Produktion;

Dies verringert die LH- und FSH-Produktion in der Hypophyse und als Konsequenz auch die Östrogenbildung in den Eierstöcken.

Warum wirken Hormone nur spezifisch auf ihre Zielzellen?

Lösungshinweise –

  1. Erkläre den Begriff Hormon in eigenen Worten. Individuelle Schülerlösung mit folgenden Elementen: Botenstoff, Bildung in Drüse, Transport im Blut, daher langsamere Informationsübertragung als mit Nerven, bereits in geringen Mengen wirksam, Bindung an spezifischen Rezeptor nach dem Schlüsssel-Schloss-Prinzip, der nur an Zielzellen vorhanden ist.
  2. Beschreibe den Weg eines in den Keimdrüsen gebildeten Hormons zu einem seiner Wirkorte. : Testosteron aus Hoden über Blut zu Hautzellen an Brust, unter der Achsel und im Schambereich → Wachstum der Haare (sekundäres Geschlechtsmerkmal) z. : Östrogene aus Eierstöcken über Blut zu Zellen der Brüste → Wachstum der Brüste (sekundäres Geschlechtsmerkmal)
  3. Erkläre mit Hilfe von Abb. 2, wodurch in der Zielzelle eine spezifische Wirkung ausgelöst wird. Ein Hormon kann in einer Zelle nur dann seine spezifische Wirkung entfalten, wenn die Zelle bestimmte Rezeptoren auf der Oberfläche besitzt. Eine Zielzelle für ein bestimmtes Hormon besitzt zu diesem Hormon passende Rezeptoren. ]
  4. Hormone werden mit dem Blut im gesamten Körper verteilt. Erkläre, wie sichergestellt wird, dass nur bestimmte Zellen auf das Hormonsignal hin reagieren. Fertige hierzu ein Modell aus Moosgummi. (Tipp: Fertige zuerst eine Handskizze an. ) Zielzellen besitzen für das Hormon spezifische Rezeptoren. Nicht-Zielzellen besitzen für das Hormon keine Rezeptoren.

    Das Hormon passt zu diesen Rezeptoren wie ein Schlüssel zu einem Schloss. Das Hormon Insulin zum Beispiel bewirkt in den Zielzellen eine die Aufnahme von Glucose. [Die Tatsache, dass es auch Rezeptoren innerhalb von Zellen geben kann ist an dieser Stelle aus didaktischen Gründen reduziert.

    Jede Zelle kann unterschiedliche Rezeptoren für verschiedene Hormone besitzen. Individuelles Modell: Zellkörper mit mindestens zwei verschiedenen Rezeptoren für unterschiedliche Hormone. Mindestens 1 Hormon ohne Rezeptor an der Zelle.

  5. Nenne weitere Hormondrüsen und recherchiere die zugehörigen Hormone und deren Wirkung. Fertige eine Übersichtstabelle an. [Vollständigkeit wird keinesfalls erwartet. Ggf. können auch drei Hormondrüsen vorgegeben werden. ]

Hormone allgemein – Blutzuckerspiegel: Herunterladen [docx][1 MB] Hormone allgemein – Blutzuckerspiegel: Herunterladen [pdf][2 MB] Weiter zu Regulation des Blutzuckerspiegels *.

Wo werden die Hormone produziert?

Was versteht man unter Substrat und Wirkungsspezifität?

Enzyme: Schlüssel-Schloss-Prinzip  – Enzyme sind substratspezifisch. Das bedeutet, dass nur bestimmte Substrate von einem Enzym umgesetzt werden. Das kannst du mit dem Schlüssel-Schloss-Prinzip begründen. Das aktive Zentrum eines Enzyms hat eine bestimmte molekulare Struktur.

  1. Sie ist bei jedem Enzym anders;
  2. Deshalb kann nur das Substrat an das Enzym binden, das die komplementäre (ergänzende) molekulare Struktur zum aktiven Zentrum hat;
  3. Das Enzym ist dabei das Schloss und das Substrat der Schlüssel;

Wenn das Substrat an das aktive Zentrum des Enzyms gebunden ist, kann es in Produkte umgewandelt werden. Was Ist Das Schlüssel Schloss Prinzip direkt ins Video springen Schlüssel-Schloss-Prinzip bei Enzymen.