BUNĚČNÉ JÁDRO FYZIOLOGIE BUŇKY Buněčné jádro- v něm genetická informace Úkoly jádra-1) regulace dělení, zrání a funkce buňky; -2) přenos genetické informace do nové buňky; -3) syntéza informační RNA (messenger RNA, mrna) přenosové RNA (transfer RNA, trna) ribosomální RNA (rrna); a jejich transport do cytoplasmy; Jaderný obal-membrána 2 listy, mezi nimi perinukleární cisterna; Zevní membrána přechází v membránu endoplasmatického retikula, na ní lokalizovány ribozomy: organely 20-25 Ă o 2 podjednotkách: syntetizují peptidový řetězec; vnitřní membrána- souvisí s tzv. perinukleární cisternou, přerušena tisíci jadernými póry 50-70 nm překrytými jemnou 5 um širokou membránou; uvnitř jádra- chromatin-bazofilní materiál viditelný během interfáze dělení jádra- skladba: komplex DNA (deoxyribonukleinová kyselina) + protein; během mitózy chromatin uspořádán do chromozomů-nesou genetickou informaci; chromozomy při interfázi-řídí metabolismus a diferenciaci buňky, -připravují další mitózu; JADÉRKO -viditelné během interfáze umístění-buď v karyoplasmě nebo na vnitřní straně jaderné membrány; není ohraničeno membránou; obsahuje RNA a proteiny; jadérko-funkčně obsahuje část chromatinu syntetizujícího rrna (ribozomální RNA); Funkce ribozomů z jadérka: syntéza proteinů ENDOPLASMATICKÉ RETIKULUM (ER) cisterny, lamely, sakuly (váčky), 30x větší povrch než buňka; dělení endoplasmatického retikula: granulární (ribozomy) agranulární (bez nich) vnitřní prostor ER komunikuje s perinukleární cisternou 1
ad) granulární ER-je na povrchu do cytoplasmy, obsahuje ribosomy a polyribosomy-zapojeny do proteosyntézy, pak transportovány do Golgiho aparátu; ad) agranulární ER- hladké- bez granul-tubuly a cisterny bez ribozomů funkce: syntetizují lipidy (fosfolipidy, cholesterol) enzymy kontrolující glykogenolýzu detoxikace akumulace Ca 2+ iontů GOLGIHO APARÁT cisterny+ lamely- vázán k endoplasmatickému retikulu; kontrolován buněčným jádrem z endoplasmatického retikula odškrcovány transportní vesikuly do Golgiho aparátu (lysozomy, sekreční vesikuly); funkce-syntéza polysacharidů, glykoproteinů; LYSOZOMY intracelulární trávicí aparát - tvoří se v Golgiho aparátu-kulovité útvary se 40 kyselými hydrolázami (enzymy) - štěpí proteiny, nukleové kyseliny, mukopolysacharidy, lipidy,glykogen; uvnitř ph 5-6 udržované protonovou pumpou (H-ATPázou) Peroxizomy spíš v ER než v Golgiho aparátu- obsahují peroxidázu, katalázu, dehydrogenázu D aminokyselin a urikázu; funkce- redukce H 2 O 2, redukují v těle nebezpečné látky MITOCHONDRIE organely-produkují základní energii buňky struktura-2 membrány, cristae (vnitřní membrány)- granula, DNA, lipidy, glykogen; enzymy pro oxidaci živin-tvorba makroergních vazeb ATP, který transportován do tkání dle potřeby CENTRIOLY cylindrická tělíska - obsahují DNA- funkce: duplikace (zdvojení) na začátku mitózy a každý pár cestuje na opačný pól jádra; tvorba cilií (řasinek) 2
CYTOSKELET BUNĚČNÉ MEMBRÁNY kostra buňky filamenta, tubuly, trabekuly skrz celou buňku- dynamická organizace cytoplasmy a transport buňkou, fixuje tvar buňky; plasmatická-ohraničuje buňku,-zajišťuje integritu buňky,-chrání buňku před zevními vlivy, drží tvar buňky, udržuje stálé intracelulární prostředí, reguluje extracelulární tekutinu; skladba- lipidy, fosfatidilcholin, polární hlavičky orientovány vně buňky, lipidy dovnitř; hlavičky váží glykolipidy a oligosacharidy, hydrofobní část lipidů uvnitř tvoří 2 hydrokarbonové řetězce (olejová fáze); MEZIBUNĚČNÉ KONTAKTY Proteiny- zanořeny do lipidové vrstvy (kanály) hydrofilními konci na povrch; proteiny jsou částí iontových kanálů a receptorových systémů (25-75% hmotnosti membrány); plášť membrány- oligosacharidy, glykolipidy, glykoproteiny zonula occludens (= gap junctions- můstková spojení, např. buňky srdečního svalu), tight junction- pevná spojení-splynou zevní listy membrán-obepíná celý povrch buňky zonula adherens- zpevňující kontakt- volnější přiblížení obou membrán macula adherens-desmozom-nejsložitějšídiskoidní útvar-široký mezibuněčný prostor, uvnitř denzní materiál INTRACELULÁRNÍ MEMBRÁNY zhruba polovina povrchu buňky, plocha 10x větší než povrch buňky paracelulární transport transport mezi buňkami transcelulární transport- transport přes membránu buňky ven FORMY TRANSPORTU LÁTEK PŘES MEMBRÁNU prostá difuze-látky rozpustné v tucích+ malé molekuly: O2, CO2, voda, akvaporiny; prostup iontovými kanály- póry - malé molekuly; sekundární aktivní transport: spřažený transport přenašečovým systémem; symport-transport týmž směrem, antiport opačným směrem; primární aktivní transport-proti elektrochemickému gradientu-vyžaduje energii (na/k pumpa, K+ dovnitř, Na+ ven; 3
Endocytóza, exocytóza - přechod přes membránu transportními vesikulami, např. cholesterol, proteiny, enzymy, hormony; fagocytóza-transport celých částí (bakterie); pinocytóza- transport tukových kapének ROZLOŽENÍ IONTŮ PŘES MEMBRÁNU Gibbs-Donnanova rovnováha: celkové množství kationtů+ aniontů přes membránu musí být rovnoelektroneutralita; klidový membránový potenciál, akční potenciál, propustnost membrány pro natrium a kálium v čase dle obrázků; IONTOVÉ KANÁLY stále otevřené, řízené napětím, chemicky (receptory), napětím i chemicky, mechanicky; ad stále otevřené- permeabilní pro vodu, ionty, aminokyseliny, nukleotidy-póry proteinové v membráně, proniká Na+, K+; ad řízené napětím (elektrickým polem)- Na+ kanál s dvojími vrátky, aktivačními zevními a inaktivačními vnitřními, napěťový K+, Ca2+ T a L kanál, Cl- kanál; ad chemicky řízené -receptor je částí kanálu (postsynaptické receptory nikotinové na nervosvalové ploténce, glutamátové receptory GABa-receptory, glycinové), kanál se aktivuje pomocí G- proteinu-interakce G proteinu s enzymy: proteinkináza A,C, fosfolipáza C (GTP-guanosin trifosfátový protein), dochází k fosforylaci kanálu; G-proteiny=GTP proteiny alfa, beta, gama- umožňují přenos z receptoru na efektor, řídí Ca2+ kanál mechanismem zvyšování adenylátcyklázy; změna buněčné koncentrace látkových faktorů-např. uzavření Na+ kanálu na vrcholu depolarizace vede k repolarizaci a ke zvýšení klidového membránového potenciálu; aktivace receptoru pomocí G proteinu je přímo přenesena na iontový kanál- příklad: G protein ovlivní K+ kanál a L typ Ca2+ kanálu; kanály řízené napětím i chemicky- příklad :pomalý Na+-Ca2+ kanál v srdci; kanály řízené mechanicky- ve vestibulárním aparátu- otevření K+ kanálu při natažení kinocilie, dále celá řada dalších kanálů; Akvaporiny- kanály pro vodu. Buněčné receptory- umožňují komunikaci mezi buňkami- je jich celá řada, stále nové se objevují; ŽIVOTNÍ CYKLUS BUŇKY život buňky omezený-nová buňka buněčným dělením, stará- smrt; fyziologická smrt- apoptóza-svraštění membrány-fagocytóza; patologická smrt- nekróza-zevním vlivemdilatace ER-ruptura membrány-ca2+ dovnitř irreverzibilně; 4
Fáze dělení buňky vznik buňky růst - fáze G1, G2,- mitóza - diferenciace buňky (D), - funkční fáze stárnutí - smrt; -některé buňky se rozmnožují mitózou, jiné- specializované (erytrocyty, neurony) nikoliv; MIMOBUNĚČNÁ HMOTA mimobuněčný prostor-vyplněn polysacharidy, proteiny, síť není inertníurčována fibroblasty,proteoglykany, vláknité proteiny: strukturní: kolagen, elastin, adhezivní: fibronektin, laminin; voda, kolagenní vlákna, Ca2+, hlavně v kůži, vazivu, chrupavce, kosti; TĚLNÍ TEKUTINY Homeostáza-zachování stálosti vnitřního prostředí: ph, ústojné roztoky; rozdělení tělesné vody- celková 42 l= 60% těl. váhy (72 kg), z toho ic.= 28 l (40%), ec =14 l (20%), z toho na plasmu 3.5 l (5%), tkáňový mok 10.5 l (15%); vztah denního příjmu a výdeje tekutin u kojence a dospělého: kojenec s ECT 1400 ml-příjem i výdej 700 ml tj 50%, dospělý s ECT 14 l denní příjem i výdej 2.5 l tj. 14%. 5
6