Beispielaufgaben

In diesem Kapitel haben wir drei neue interne Übungsaufgaben erstellt, die nach dem Vorbild der offiziellen Beispielaufgaben aus der ITB-Infobroschüre konzipiert sind. Sie dienen ausschließlich der internen Nutzung in unserem Vorbereitungskurs und trainieren das schnelle Erfassen naturwissenschaftlicher Fachtexte sowie das schlussfolgernde Anwenden der enthaltenen Informationen unter realistischem Zeitdruck.

Bearbeitungszeit für die folgenden 3 Aufgaben: 5 Minuten. Lies den Text sorgfältig, aber zügig. Beantworte die Fragen ausschließlich auf Grundlage der im Text enthaltenen Informationen – nicht auf Grundlage deines Vorwissens. Wähle bei jeder Frage genau eine Antwort (A–E).

Übungsaufgabe 1

Text: Blutzuckerregulation durch Insulin und Glukagon

Der Blutzuckerspiegel des Menschen wird in engen Grenzen konstant gehalten. Wesentlich daran beteiligt sind zwei Peptidhormone, die in den sogenannten Langerhans-Inseln der Bauchspeicheldrüse gebildet werden: Insulin und Glukagon. Insulin entsteht in den B-Zellen (auch β-Zellen genannt), Glukagon in den A-Zellen (α-Zellen). Beide Hormone werden direkt in das Blut abgegeben.

Insulin wird zunächst als inaktive Vorstufe, das sogenannte Proinsulin, gebildet und in kleinen Speichervesikeln innerhalb der B-Zellen abgelegt. Erst durch die Abspaltung eines Verbindungsstücks, des C-Peptids, entsteht aus Proinsulin das wirksame Insulin. C-Peptid und Insulin werden in gleicher Menge ins Blut freigesetzt; die Bestimmung des C-Peptids im Blut erlaubt daher Rückschlüsse auf die körpereigene Insulinproduktion, auch wenn ein Patient zusätzlich synthetisches Insulin gespritzt bekommt.

Der entscheidende Reiz für die Insulinausschüttung ist ein Anstieg der Glukosekonzentration im Blut, wie er typischerweise nach einer kohlenhydratreichen Mahlzeit auftritt. Insulin bewirkt vor allem, dass Muskel- und Fettzellen vermehrt Glukose aus dem Blut aufnehmen, indem an deren Zellmembran zusätzliche Glukosetransporter (GLUT4) eingebaut werden. In der Leber fördert Insulin die Umwandlung von Glukose in Glykogen, die Speicherform des Zuckers. Insgesamt sinkt dadurch der Blutzuckerspiegel.

Glukagon wirkt entgegengesetzt. Sein Hauptreiz ist eine zu niedrige Glukosekonzentration im Blut, etwa nach längeren Hungerphasen oder bei körperlicher Anstrengung. Glukagon bindet überwiegend an Rezeptoren der Leberzellen und löst dort den Abbau von Glykogen zu Glukose aus, die anschließend ins Blut abgegeben wird. Zusätzlich fördert Glukagon in der Leber die Neubildung von Glukose aus Aminosäuren (Glukoneogenese). Auf Muskelzellen wirkt Glukagon dagegen praktisch nicht, da diese keine entsprechenden Rezeptoren in nennenswerter Zahl tragen.

Die Ausschüttung beider Hormone wird zusätzlich durch das vegetative Nervensystem moduliert: Eine Aktivierung des Sympathikus, etwa bei Stress, hemmt die Insulin- und steigert die Glukagonfreisetzung; der Parasympathikus wirkt umgekehrt. Bei der Zuckerkrankheit Typ 1 (Diabetes mellitus Typ 1) werden die B-Zellen durch eine Fehlreaktion des Immunsystems zerstört, sodass kein körpereigenes Insulin mehr gebildet wird; die A-Zellen bleiben hingegen intakt. Die Betroffenen müssen Insulin lebenslang von außen zuführen.

Frage: Welcher der folgenden Vorgänge gehört nach den Angaben des Textes nicht zur Bildung oder Wirkung von Insulin?

    1. Abspaltung des C-Peptids von einer inaktiven Vorstufe in den B-Zellen
    1. Verstärkter Einbau von GLUT4-Transportern in Muskelzellen
    1. Förderung der Glykogenbildung in der Leber
    1. Freisetzung als Antwort auf einen Anstieg der Blutglukose
    1. Abbau von Glykogen zu Glukose in den Leberzellen

Richtige Antwort: E

Der Glykogenabbau in der Leber ist laut Text eine Wirkung von Glukagon, nicht von Insulin. Insulin fördert im Gegenteil die Umwandlung von Glukose in Glykogen (Antwort C). Die Optionen A, B und D entsprechen direkt den im Text genannten Schritten der Insulinbildung bzw. -wirkung.

Übungsaufgabe 2

Frage: Bei welchem oder welchen der folgenden Sachverhalte ist nach dem Text damit zu rechnen, dass die Glukosekonzentration im Blut ansteigt bzw. erhöht bleibt?

I. Eine Aktivierung des Sympathikus durch starken Stress
II. Eine Zerstörung der A-Zellen der Langerhans-Inseln bei sonst intaktem Hormonsystem
III. Eine vollständige Zerstörung der B-Zellen, wie sie bei Diabetes mellitus Typ 1 vorliegt

    1. Nur bei Sachverhalt I
    1. Nur bei Sachverhalt III
    1. Nur bei den Sachverhalten I und II
    1. Nur bei den Sachverhalten I und III
    1. Bei allen drei Sachverhalten

Richtige Antwort: D

Sachverhalt I führt laut Text zu einer Hemmung der Insulin- und einer Steigerung der Glukagonausschüttung – beides erhöht den Blutzucker. Sachverhalt III beschreibt den Ausfall der Insulinproduktion, wodurch der blutzuckersenkende Gegenspieler fehlt; der Blutzucker steigt. Sachverhalt II betrifft die A-Zellen, also die Glukagonquelle. Ohne Glukagon wäre eher mit niedrigeren, nicht mit erhöhten Blutzuckerwerten zu rechnen. Damit treffen nur I und III zu.

Übungsaufgabe 3

Frage: Welche der folgenden Aussagen lässt bzw. lassen sich aus dem Text ableiten?

I. Bei einem Patienten mit Diabetes mellitus Typ 1, der ausschließlich synthetisches Insulin spritzt, sollte im Blut praktisch kein C-Peptid nachweisbar sein.
II. Ein erhöhter C-Peptid-Wert im Blut spricht für eine gesteigerte körpereigene Insulinproduktion.
III. Glukagon ist ein wirksames Mittel, um in einem isolierten, intakten Skelettmuskel kurzfristig die Freisetzung von Glukose aus Glykogen auszulösen.

    1. Nur Aussage I lässt sich ableiten.
    1. Nur Aussage II lässt sich ableiten.
    1. Nur die Aussagen I und II lassen sich ableiten.
    1. Nur die Aussagen II und III lassen sich ableiten.
    1. Alle drei Aussagen lassen sich ableiten.

Richtige Antwort: C

Aussage I folgt direkt aus dem Text: C-Peptid entsteht nur bei der körpereigenen Insulinbildung; bei zerstörten B-Zellen entfällt diese, synthetisches Insulin enthält kein C-Peptid. Aussage II ist die logische Umkehrung des im Text beschriebenen 1:1-Verhältnisses zwischen freigesetztem Insulin und C-Peptid. Aussage III ist nicht ableitbar: Der Text betont, dass Muskelzellen kaum Glukagon-Rezeptoren tragen und Glukagon dort praktisch nicht wirkt; der beschriebene Glykogenabbau durch Glukagon findet ausdrücklich in der Leber statt. Ein häufiger Fehler ist hier die voreilige Übertragung des Glykogenabbaus auf jedes glykogenhaltige Gewebe.

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