Kristin Göltenboth

Wie beeinflussen anabole Substanzen das Muskelwachstum?

Kristin Göltenboth

Unterrichtsvoraussetzungen
Genregulation bei Eukaryoten, Transkriptionsfaktoren
Lösungshinweise und
Anforderungsbereiche
Aufgabe 1
Myogenin fördert die Proliferation der Myoblasten. Rb wirkt antagonistisch und hemmt diese. Sind beiden Faktoren im Gleichgewicht, kommt es zu gesundem Muskelwachstum. RB wird durch eine Kaskade weiterer Transkriptionsfaktoren Cdk2 und p21 sowie dem Protein Myostatin reguliert. Fehlt das Myostatin, so wirkt in der Folge das Rb nicht mehr auf die Proliferation und es kommt zu ungehemmter Vermehrung der Muskelzellen. (AFB I/II)
Aufgabe 2
Testosteron könnte (1) induzierend auf Myogenin wirken oder reprimierend auf (2) die Transkriptionsfaktoren Rb, Cdk2 und p21 bzw. (3) Myostatin. (AFB II)
Aufgabe 3
Bei den mit THG und DHT behandelten Zellkulturproben ist im Vergleich zum Kontrollansatz nach 4 Tagen ein initialer Anstieg des mRNA-Gehalts, nach 6 Tagen ist ein deutlicher Rückgang und nach 8 Tagen ein Wiederanstieg zu verzeichnen. Dabei wirkt THG deutlich stärker. (AFB II/III)
Aufgabe 4
Erwartet wäre ein Rückgang des mRNA-Gehalts in den behandelten Proben. Dies bestätigt sich nur teilweise, da es nach 8 Tagen zu einem Wiederanstieg kommt, der über den Anstieg der Kontrolle hinausgeht. Dieser Wiederanstieg könnte mit der Kontrolle der Myotubenformierung assoziiert werden. So würde Myostatin die Differenzierung von Muskelzellen begünstigen. Es scheint durch den Rückgang von Myostatin zu verstärkter Proliferation zu kommen und die induzierte Differenzierung scheint durch den erhöhten Myostatingehalt die weitere Bildung von Myoblasten zu kontrollieren. Zudem wurden die Versuche an Zellkulturen durchgeführt und nicht am ausdifferenzierten Skelettmuskel. Dies könnte dazu führen, dass weitere Einflüsse, die in einem Organismus auf die Muskulatur wirken in diesen Versuchen nicht nachgewiesen werden können. (AFB III)
Literatur
Berk, A. u.a.(2001). Molekulare Zellbiologie. Heidelberg: Spektrum Akademischer Verlag
Budasz-Swiderska, M./Jank, M./Motyl, T. (2005). Transforming growth factor-ß1 upregulates myostatin expression in mouse C2C12 myoblasts. J Physiol Pharmacol, 56, S. 195214
Diel, P./Baadners, D./Schlüpmann, K./Velders, M./Schwarz, J.P. (2008). C2C12 myoblastoma cell differentiation and proliferation is stimulated by androgens and associated with a modulation of myostatin and Pax7 expression. J Mol Endocrinol, X
Thomas, M./Langley, B./Berry, C./Sharma, M./Kirk, S./Bass, J./Kambadur R. (2000). Myostatin, a negative regulator of muscle growth, functions by inhibiting myoblast proliferation. J Biol Chem., 22 (275). S. 42354243

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Fakten zum Artikel
aus: Unterricht Biologie Nr. 419 / 2016

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