Rozdělení tělních tekutin
Transcript of Rozdělení tělních tekutin
25.2.2009
1
FYZIOLOGIE BUŇKY
Buňka
(buňky tkáně orgány organismus)
- funkce a struktura jsou vzájemně propojené vlastnosti
- v průběhu evoluce – specializace buněk - odlišná funkce podle
množství organel, charakterem cytoplasmy a
vlastnostmi membrány
Příklad:
Tuková buňka – v cytoplazmě tuková kapénka, jádro, membrána-
neměnné napětí
Nervová buňka – mitochondrie, granulární endoplazmatické
retikulum, ribozómy, jádro, membrána - změny membránového
potenciálu
Životní cyklus buňky:
a) Zárodečné, kmenové buňky- opakování cyklů
b) Specializované buňky – 1.cyklus do fáze diferenciace
Buňka
- základní stavební a funkční jednotka těla
- je nejmenší jednotkou živého organismu schopnou nezávislé
existence (metabolismus, pohyb, růst, rozmnožování,
dědičnost = schopnost buněčného dělení)
- fyziologie orgánů a systémů je založena na komplexní funkci
buněk, ze kterých je složena
- komplexní funkce je dána strukturou na subcelulární úrovni
Základem kmenová buňka – schopnost reprodukce, diferenciace
Životní cyklus buňky - cyklický charakter
Schopnost obnovy – epidermis 2 týdny x sliznice GIT 2 – 3 dny
X
Specializované buňky (neurony, svalové buňky)
Zánik: nekróza (patologický proces)
apoptózaTentoTento dokument
dokument slou
sloužžíí se so
uhlasem autora jako
se souhlasem autora jako
dodoplplňňkovýkový stu
dijnstu
dijníí materimateriáá
l l
ke studiu obor
ke studiu oborůů
VysokVysokéé šškoly ch
emicko
koly chemick
o--technologic
technologickkéé
v Praze.
v Praze.
Jeho pou
Jeho použžititíík jin
ým
k jiným úúčč
elelůům a dal
m a dalšíší šíšířřeneníí
bez souhlasu autora je zak
bez souhlasu autora je zakáázzáánono
TentoTento dokument
dokument slou
sloužžíí se so
uhlasem autora jako
se souhlasem autora jako
dodoplplňňkovýkový stu
dijnstu
dijníí materimateriáá
l l
ke studiu obor
ke studiu oborůů
VysokVysokéé šškoly ch
emicko
koly chemick
o--technologic
technologickkéé
v Praze.
v Praze.
Jeho pou
Jeho použžititíík jin
ým
k jiným úúčč
elelůům a dal
m a dalšíší šíšířřeneníí
bez souhlasu autora je zak
bez souhlasu autora je zakáázzáánono
25.2.2009
2
Buněčný cyklus: regulace cykliny
Mitóza – zdvojení chromozómů (0,5 – 2 h) X meióza- půlení
chromozomů
Interfáze (6 – 36 hod)
G1 fáze: růst, difer.
S fáze: dvoj.chrom.
G2 fáze: příprava
mitózy
Apoptóza – programovaná buněčná smrt:
1. Eliminace přebytečných buněk v embryonálním vývoji
2. Přizpůsobení tkáně při zátěži
3. Odstranění škodlivých buněk (nádorové bb.)
Signální kaskáda regulována – pozitivně i negativně
= aktivace Ca 2+-Mg 2+endonukleázy – rozpad DNA – fragmentace
(kondenzace chromatinu, segmentace jádra), svinutí plazmatické
membrány do vakovitých výběžků, konstrikce jejich báze a
vytvoření apoptotických tělísek - organely v nich jsou intaktní a
schopné funkce - fagocytovány makrofágy
Nekróza - patologický proces vyvolaný :
toxickým, tepelným či mechanickým zevním vlivem, který
vyvolává rozvrat iontové intracelulární homeostázy
Nedostatek ATP
Zvýšení i.c. koncentrace Ca2+ aktivace Ca2+-dependentní
fosfolipázy
dilatace ER, alterace mitochondrií, zduření buňky,
ruptura plazmatické membrány a lýza buňky
Stavba buňky – tři typické části:
1. Plazmatická membrána – selektivně permeabilní,
odpovědná za tvar, odděluje vnitřní struktury od vnějšího
prostředí, kontakt – komunikace
2. Cytoplazma a organely – tekuté prostředí buňky mezi jádrem
a plazmatickou membránou
organely – specifická funkce
3. Jádro – obsahuje genetickou
informaci řídící činnost buňky
TentoTento dokument
dokument slou
sloužžíí se so
uhlasem autora jako
se souhlasem autora jako
dodoplplňňkovýkový stu
dijnstu
dijníí materimateriáá
l l
ke studiu obor
ke studiu oborůů
VysokVysokéé šškoly ch
emicko
koly chemick
o--technologic
technologickkéé
v Praze.
v Praze.
Jeho pou
Jeho použžititíík jin
ým
k jiným úúčč
elelůům a dal
m a dalšíší šíšířřeneníí
bez souhlasu autora je zak
bez souhlasu autora je zakáázzáánono
TentoTento dokument
dokument slou
sloužžíí se so
uhlasem autora jako
se souhlasem autora jako
dodoplplňňkovýkový stu
dijnstu
dijníí materimateriáá
l l
ke studiu obor
ke studiu oborůů
VysokVysokéé šškoly ch
emicko
koly chemick
o--technologic
technologickkéé
v Praze.
v Praze.
Jeho pou
Jeho použžititíík jin
ým
k jiným úúčč
elelůům a dal
m a dalšíší šíšířřeneníí
bez souhlasu autora je zak
bez souhlasu autora je zakáázzáánono
25.2.2009
3
Plazmatická membrána Uspořádání periferních a integrálních proteinů
Polární část – hydrofilní část –
vystavena vodnímu prostředí
Nepolární – hydrofobní část
Vysoký obsah cholesterolu –
vysoká rigidita membrány
Model struktury: „tekutá mozaika“
- stavba membrány není rigidní, jednotlivé složky stále mění
postavení
Glykoproteiny a glykolipidy
Cukerná složka – negativní náboj
Jádro: uchovává a předává genetickou
informaci (DNA) nutnou k sy
proteinů
Replikace DNA
Syntéza m-, t- a i-RNA
Řízení diferenciace, maturace a funkce
buňky
Komunikace jádra s prostředím:Jaderná membrána – komplex vnitřního a vnějšího listu vytvářející perinukleární prostor Vnější list napojen na granulární ER a spolu s vnitřním listem tvoří póry (50 –70 nm) - otevírání x zavíráníProstup látek: a) póry – selektivní pro proteiny a RNA, závislý na ATP –transportér? +difúze
b) přes membránu
TentoTento dokument
dokument slou
sloužžíí se so
uhlasem autora jako
se souhlasem autora jako
dodoplplňňkovýkový stu
dijnstu
dijníí materimateriáá
l l
ke studiu obor
ke studiu oborůů
VysokVysokéé šškoly ch
emicko
koly chemick
o--technologic
technologickkéé
v Praze.
v Praze.
Jeho pou
Jeho použžititíík jin
ým
k jiným úúčč
elelůům a dal
m a dalšíší šíšířřeneníí
bez souhlasu autora je zak
bez souhlasu autora je zakáázzáánono
TentoTento dokument
dokument slou
sloužžíí se so
uhlasem autora jako
se souhlasem autora jako
dodoplplňňkovýkový stu
dijnstu
dijníí materimateriáá
l l
ke studiu obor
ke studiu oborůů
VysokVysokéé šškoly ch
emicko
koly chemick
o--technologic
technologickkéé
v Praze.
v Praze.
Jeho pou
Jeho použžititíík jin
ým
k jiným úúčč
elelůům a dal
m a dalšíší šíšířřeneníí
bez souhlasu autora je zak
bez souhlasu autora je zakáázzáánono
25.2.2009
4
Chromatin – ve světelném mikroskopu jako nepravidelné
nahromadění bazofilního materiálu během interfáze
- komplex DNA – protein
- mitóza – uspořádání do chromozómů
- řídí metabolismus a diferenciaci buňky a replikací svého
materiálu se připravují na další mitózu
Jadérko (nucleolus)
- neohraničená membránou kulatá organela, viditelná během interfáze
- buď v karyoplazmě nebo nasedá na vnitřní jadernou membránu
- velké množství RNA a proteinů
Granulární ER
Komunikace s jádrem
Ribosomy - syntéza proteinů
Tvorba glykoproteinů
Agranulární ER
Žádné ribozomy, sy lipidů (fosfolipidů a
cholesterolu), enzymy pro glykogenolýzu
Detoxikační význam, zásoba kalcia
Endoplazmatické retikulum
Golgiho aparát
Koncentruje a definitivně upravuje vytvořené proteiny před jejich sekrecí z buňky
- transportní a sekreční vesikuly
Sy polysacharidů a dokončení sy glykoproteinůProdukce ATP, místo utilizace kyslíku a produkce oxidu uhličitého
Enzymy Krebsova cyklu a oxidativní fosforylace
DNA – od matky – sy ribosomální a transferové RNA
Mitochondrie
Cytoskelet
Transport informací buňkou
Změna tvaru buňky
Systém mikrofilament, mikrotubulů, intermediárních filament a mikrotrabekul
Komponenty cytoskeletu
TentoTento dokument
dokument slou
sloužžíí se so
uhlasem autora jako
se souhlasem autora jako
dodoplplňňkovýkový stu
dijnstu
dijníí materimateriáá
l l
ke studiu obor
ke studiu oborůů
VysokVysokéé šškoly ch
emicko
koly chemick
o--technologic
technologickkéé
v Praze.
v Praze.
Jeho pou
Jeho použžititíík jin
ým
k jiným úúčč
elelůům a dal
m a dalšíší šíšířřeneníí
bez souhlasu autora je zak
bez souhlasu autora je zakáázzáánono
TentoTento dokument
dokument slou
sloužžíí se so
uhlasem autora jako
se souhlasem autora jako
dodoplplňňkovýkový stu
dijnstu
dijníí materimateriáá
l l
ke studiu obor
ke studiu oborůů
VysokVysokéé šškoly ch
emicko
koly chemick
o--technologic
technologickkéé
v Praze.
v Praze.
Jeho pou
Jeho použžititíík jin
ým
k jiným úúčč
elelůům a dal
m a dalšíší šíšířřeneníí
bez souhlasu autora je zak
bez souhlasu autora je zakáázzáánono
25.2.2009
5
Mimobuněčná hmota (extracelulární matrix)Struktura - organizovaná síť makromolekul vznikajících přímo na místě:
1. Proteoglykany
2. Vláknité proteiny: a) strukturní: kolagen, elastin
b) adhezivní: fibronektin, laminin
3. Voda
Vznik: činností fibroblastů (chondroblastů, osteoblastů)
Funkce:
Vodní fáze polysacharidového gelu - difúze živin, metabolitů mezi krví a buňkami
Kolagen - zpevnění, elastin - pružnost, fibronektin - podporuje propojení fibroblastů
v matrix, laminin - připojení buněk k epitelu
Nejvíce: chrupavka, kost, kůže, nejméně: CNS
Homeostáza
= stálost vnitřního prostředí (+ mechanismy zajišťující homeostázu)
- funkční dynamická rovnováha
Podmínkou: a) přísun živin, O2 a regulačních signálů (hormony)
b) odsun katabolitů a CO2
c) normální funkce regulačních orgánů (plíce, ledviny..)
STÁLOST pH, IONTOVÉHO SLOŽENÍ, OSMOLALITY,
KONCENTRACE VÝZNAMNÝCH LÁTEK (O2, ŽIVIN,
KATABOLITŮ, REGULAČNÍCH LÁTEK)
novorozenec:
CTV – 77% ECT - 50%
ICT - 27%
Poměr ECT k příjmu a výdeji vody
ECT
1400 ml
Příjem
700 ml
Výdej
700 ml
ECT
14 000 mlPříjem
2 500 mlVýdej
2 500 ml
50 %
14 %
dospělý
kojenec
TentoTento dokument
dokument slou
sloužžíí se so
uhlasem autora jako
se souhlasem autora jako
dodoplplňňkovýkový stu
dijnstu
dijníí materimateriáá
l l
ke studiu obor
ke studiu oborůů
VysokVysokéé šškoly ch
emicko
koly chemick
o--technologic
technologickkéé
v Praze.
v Praze.
Jeho pou
Jeho použžititíík jin
ým
k jiným úúčč
elelůům a dal
m a dalšíší šíšířřeneníí
bez souhlasu autora je zak
bez souhlasu autora je zakáázzáánono
TentoTento dokument
dokument slou
sloužžíí se so
uhlasem autora jako
se souhlasem autora jako
dodoplplňňkovýkový stu
dijnstu
dijníí materimateriáá
l l
ke studiu obor
ke studiu oborůů
VysokVysokéé šškoly ch
emicko
koly chemick
o--technologic
technologickkéé
v Praze.
v Praze.
Jeho pou
Jeho použžititíík jin
ým
k jiným úúčč
elelůům a dal
m a dalšíší šíšířřeneníí
bez souhlasu autora je zak
bez souhlasu autora je zakáázzáánono
25.2.2009
6
Vliv změny osmotického prostředí na buňku
Celulární transportní mechanismy
1) Paracelulární transport
- gap junction, tigh junction
2) Transcelulární transport
- transmembránový mechanismus
Prostá difúze
- volný prostup lipidovou membránou
- látky rozpustné v lipidech, malé neutrální molekuly (O2, CO2, voda)
- zrychluje se při zvýšené teplotě
Prostup iontovými kanály (proteinové kanály)
- malé molekuly, ionty, voda – akvaporiny
Sekundární aktivní transport (spřažený transport)
- sám o sobě pasivní, spřažen s jiným systémem, který spotřebovává
jinou energii
- symport ( Glu/Na+ (Na+-K+ ATPáza) X antiport
Primární aktivní transport
- Na+-K+ pumpa, proti elektrochemickému gradientu, přísun energie
Endocytóza a exocytóza (prostřednictvím váčků do buňky a z buňky)
Na+-K+ pumpaTentoTento dokument
dokument slou
sloužžíí se so
uhlasem autora jako
se souhlasem autora jako
dodoplplňňkovýkový stu
dijnstu
dijníí materimateriáá
l l
ke studiu obor
ke studiu oborůů
VysokVysokéé šškoly ch
emicko
koly chemick
o--technologic
technologickkéé
v Praze.
v Praze.
Jeho pou
Jeho použžititíík jin
ým
k jiným úúčč
elelůům a dal
m a dalšíší šíšířřeneníí
bez souhlasu autora je zak
bez souhlasu autora je zakáázzáánono
TentoTento dokument
dokument slou
sloužžíí se so
uhlasem autora jako
se souhlasem autora jako
dodoplplňňkovýkový stu
dijnstu
dijníí materimateriáá
l l
ke studiu obor
ke studiu oborůů
VysokVysokéé šškoly ch
emicko
koly chemick
o--technologic
technologickkéé
v Praze.
v Praze.
Jeho pou
Jeho použžititíík jin
ým
k jiným úúčč
elelůům a dal
m a dalšíší šíšířřeneníí
bez souhlasu autora je zak
bez souhlasu autora je zakáázzáánono
25.2.2009
7
Iontové kanály
- ionty procházejí otevřeným kanálem:
a) po směru koncentračního gradientu
b) po směru elektrického gradientu
= proteinové kanály- proteiny mají tendenci měnit svou konformaci
- podle toho, která energie je nutná k tomu, aby bílkovina změnila
svou konformaci, dělí se iontové kanály na:
1. stále otevřené
2. řízené napětím
3. řízené chemicky
4. řízené mechanicky
1. Iontové kanály stále otevřené
- konformace nestabilní, neustále mění tvar
- po koncentračním gradientu: ionty (Na+, K+), aminokyseliny
2. Iontové kanály řízené napětím (napěťově řízené)
- spouštěcím mechanismem je změna propustnosti membrány
pro ionty v důsledku změny konformace molekuly proteinu
- Na+ kanál – 3 stavový (klidový aktivovaný inaktivovaný)
- K+ kanál – 2 stavový kanál (klidový aktivovaný)
- Ca2+ kanál (3 typy: L, N, T)
3. Iontové kanály řízené chemicky
- změna propustnosti iontového kanálu řízeného chemicky je
vyvolána vzájemnou reakcí mezi receptorem a iontovým kanálem
a) receptor je bezprostřední součástí kanálu
b) aktivace receptoru vyvolává prostřednictvím G proteinu vmezeřené
reakce, které vedou k fosforylaci kanálu
c) aktivace receptoru vyvolává prostřednictvím G proteinu vmezeřené
reakce, které změní buněčnou koncentraci látkových faktorů, ale
nevedou k fosforylaci kanálu
d) aktivace receptoru prostřednictvím G proteinu přímo přenesena na
iontová kanál
ad a) postsynaptické receptory: nikotinové receptory pro acetylcholin
na nervové buňce a nervosvalové ploténce, NMDA a AMPA
receptory pro glutamát (Na+, K+, Ca2+ kanály) excitace
receptory pro GABAA a glycin (Cl- kanál) inhibice
ad b) G proteiny = GTP vázající regulační proteiny, které
zprostředkují přenos z celé řady receptorů na efektorové
molekuly; jsou složené z alfa, beta a gama podjednotek
1. G protein – aktivace adenylátcyklázy tvorba cAMP
aktivace proteinkinázyA fosforylace kanálu
2. G protein – aktivace fosfolipázy C tvorba diacylglycerolu
aktivace proteinkinázy C fosforylace kanálu
4. Iontové kanály řízené mechanicky (kanály citlivé na „napnutí“
cytoskeletu)
- natažení buněčné membrány přímo mechanicky otevírá iontový
kanál (Na+, K+ kanály)
- (ohnutí stereocilií receptorových buněk vestibulárního aparátu –
otevření K+ kanálů)
Buněčná komunikace
Komunikace mezi buňkami je základem pro řízení a koordinaci činnosti
buněk, tkání a orgánů těla a pro udržení homeostázy
1. Přímé spojení mezi buňkami –
a) gap junction – skulinové spojení specializovanými proteinovými
kanály složenými ze dvou konexonů (každý konexon – tvoří 6
konexinů – 6 molekul proteinů)
- pohyb iontů – předávání elektrických signálů mezi buňkami
(buňky srdeční svaloviny, hladké svaloviny, nervové buňky, epitel)
- pohyb malých molekul
b) tight junctions - pravé těsné spojení, splynutí zevních listů membrán
a+b = zonula occludens
c) zonula adherens – zpevňující kontakt- denzní mat.-volnější přiblížení
obou membrán, vnitřní memb. - symetricky uložená filamenta
d) macula adherens (desmosom) – denzní materiál mezi membránami
- symetricky rozděluje štěrbinu, vnitř. membr.- symetrická filamenta
Gap junction
Gap junction
Buněčná komunikace
TentoTento dokument
dokument slou
sloužžíí se so
uhlasem autora jako
se souhlasem autora jako
dodoplplňňkovýkový stu
dijnstu
dijníí materimateriáá
l l
ke studiu obor
ke studiu oborůů
VysokVysokéé šškoly ch
emicko
koly chemick
o--technologic
technologickkéé
v Praze.
v Praze.
Jeho pou
Jeho použžititíík jin
ým
k jiným úúčč
elelůům a dal
m a dalšíší šíšířřeneníí
bez souhlasu autora je zak
bez souhlasu autora je zakáázzáánono
TentoTento dokument
dokument slou
sloužžíí se so
uhlasem autora jako
se souhlasem autora jako
dodoplplňňkovýkový stu
dijnstu
dijníí materimateriáá
l l
ke studiu obor
ke studiu oborůů
VysokVysokéé šškoly ch
emicko
koly chemick
o--technologic
technologickkéé
v Praze.
v Praze.
Jeho pou
Jeho použžititíík jin
ým
k jiným úúčč
elelůům a dal
m a dalšíší šíšířřeneníí
bez souhlasu autora je zak
bez souhlasu autora je zakáázzáánono
25.2.2009
8
2. Prostřednictvím lokálních chemických působků – hlavní
forma u primitivních organismů - nezávislá na oběhovém systému
- parakrinní (pankreas)
R
Intersticiální tekutina
- autokrinní (ovarium)
R
3. Komunikace umožňující rychlé spojení mezi jednotlivými
částmi těla a v rámci jednotlivých oddílů těla – nervový syst.
- rychlost – v ms
- prostřednictvím nervových vláken
- formou akčních potenciálů
- specializovaným kontaktem – synapse
- přenos informace na synapsi – specializované působky –
neurotransmitery, modulátory
- receptory
R
Cílová buňka
Synapse
4. Prostřednictvím chemických působků – hormonů - uvolněných
na určitý podnět - endokrinní systém
- odpověď na hormon – pomalejší (s až hod.)
- často dlouhotrvající
- je zprostředkovaná oběhovým systémem
- receptory
- odpověď velmi lokalizovaná (ADH) nebo ovlivňující všechny
buňky (T3-4)
- zásadní pro řízení růstu, metabolismu, reprodukci
e
R
Endokrinní systém
Oběhový systém
Cílová buňka
Endokrinní buňka
–
Speciální chemické látky – neprodukované klasickými endokrinními
buňkami
- tkáňové růstové faktory:
buněčné dělení
diferenciace
- mechanismus působení:
auto-, para- i endokrinní
(nervový, epidermální, destičkový,
insulinu podobný růstový faktor)
- uplatnění:
vývoj mnohobuněčných organismů
regenerace poškozených tkání
5. Vzájemná komunikace mezi nervovým a endokrinním
systémem
- nervový systém řídí tvorbu hormonů (hypotalamus - hypofýza)
- hormony tvoří specializované nervové bb. – neuroendokrinní bb.
(ADH + oxytocin – krevní oběh – cílová tkáň)
TentoTento dokument
dokument slou
sloužžíí se so
uhlasem autora jako
se souhlasem autora jako
dodoplplňňkovýkový stu
dijnstu
dijníí materimateriáá
l l
ke studiu obor
ke studiu oborůů
VysokVysokéé šškoly ch
emicko
koly chemick
o--technologic
technologickkéé
v Praze.
v Praze.
Jeho pou
Jeho použžititíík jin
ým
k jiným úúčč
elelůům a dal
m a dalšíší šíšířřeneníí
bez souhlasu autora je zak
bez souhlasu autora je zakáázzáánono
TentoTento dokument
dokument slou
sloužžíí se so
uhlasem autora jako
se souhlasem autora jako
dodoplplňňkovýkový stu
dijnstu
dijníí materimateriáá
l l
ke studiu obor
ke studiu oborůů
VysokVysokéé šškoly ch
emicko
koly chemick
o--technologic
technologickkéé
v Praze.
v Praze.
Jeho pou
Jeho použžititíík jin
ým
k jiným úúčč
elelůům a dal
m a dalšíší šíšířřeneníí
bez souhlasu autora je zak
bez souhlasu autora je zakáázzáánono