Fyziologie buňky MUDr.Kateřina Kapounková Buněčná teorie: žádná buňka nemůže vzniknout jinak než zase z buňky mateřská buňka předává dceřinné buňce potřebnou děděnou informaci k reprodukci sebe sama i ke své funkci rozlišujeme dva základní různě fylogeneticky pokročilé typy buněk - prokaryotické a eukaryotické Buňka · funkce a struktura jsou vzájemně propojené vlastnosti · V průběhu evoluce – specializace buněk – odlišná funkce podle množství organel, charakterem cytoplazmy a vlastnostmi membrány Př. Tuková buňka – cytoplazmě tuková kapénka, jádro, membrána – neměnné napětí Nervová buňka – mitochondrie, granulární endoplazmatické retikulum, ribozomy, 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 · komplexní funkce je dána strukturou na subcelulární úrovni · otevřený systém ( obousměrná výměna látek s prostředím ) Stavba buňky Cytoplazma – tekuté prostředí buňky Organely Jádro- genetická informace řídící činnost buňky Plazmatická membrána – selektivně permeabilní, odpovědná za tvar Mimobuněčná hmota Struktura :organizovaná síť makromolekul vznikajících přímo na místě • Vláknité proteiny ( kolagen - zpevnění, elastin- pružnost, laminin-propojení buněk k epitelu) • Proteoglykany • Voda Nejvíce: chrupavka, kost, kůže Nejméně : CNS cytoplazmatická membrána ( také plazmatická membrána) je tenký semipermeabilní obal ohraničující buňku i její výběžky podílí se na ochraně před zevními vlivy, udržování tvaru skládá se z jedné lipidové dvouvrstvy a v ní zanořených proteinů Funkce proteinů: - základní složka receptorů - základ iontových kanálů Celulární transportní mechanismy Paracelulární transport Transcelulární transport · Prostá difuze - volný prostup lipidovou membránou - látky rozpustné v lipidech, malé neutrální molekuly ( O2,CO2, H2O ) - zrychluje se při zvýšené teplotě · Iontové kanály (proteinové kanály)- póry - malé molekuly, ionty, voda ( difundují přes proteinové kanály) · Sekundární aktivní transport - sám o sobě pasivní, spojen s jiným systémem, který spotřebovává jinou energii · Primární aktivní transport - NA- K pumpa, proti elektrochemickému gradientu, přísun energie · Endocytóza a exocytóza - prostřednictvím váčků do a z buňky - řada látek které jinak neprojdou přes membránu ( proteiny a cholesterol) PRIMÁRNÍ AKTIVNÍ TRANSPORT proti koncentračnímu spádu – potřeba energie energie (ve formě ATP) Nejrozšířenější typ : NA-K pumpa ( přítomna na všech buněčných membránách) Transportuje NA⁺ mimo buňku K⁺ do buňky Vlastní přenos je prostřednictvím membránového proteinu IONTOVÉ KANÁLY Ionty procházejí otevřeným kanálem = proteinové kanály – proteiny mají tendenci měnit svou konformaci - podle toho jaká energie je nutná, aby protein změnil svoji konformaci , dělí se kanály na: 1. stále otevřené (po koncentračním gradientu,ionty) 2. řízené napětím ( změna konfigurace proteinu) 3. řízené chemicky ( reakce mezi receptorem a iontovým kanálem) 4. řízené mechanicky ( citlivé na napnutí cytoskeletu) ENDOCYTÓZA aktivní proces pohlcování látek z okolí dochází k přestavbě plazmatické membrány 2 formy: a) pinocytóza b) fagocytóza PINOCYTÓZA látky přijímané ve formě roztoků buňka pohlcuje částice vchlípením části plazmatické membrány např. vstřebávání tukových kapiček v tenkém střevě FAGOCYTÓZA příjem větších částice panožky (plazmatické výběžky) např. pohlcování bakterií bílými krvinkami EXOCYTÓZA opakem endocytózy výdej větších molekul měchýřky odškrcené z Golgiho aparátu Buněčná komunikace Přímé spojení mezi buňkami Prostřednictvím lokálních chemických působků - parakrinní ( pankreas) - autokrinní ( ovárium) Komunikace umožňující rychlé spojení mezi jednotlivými částmi těla a v rámci jednotlivých oddílů těla - prostřednictvím akčních potenciálů ( v ms) - specializovaný kontakt = synapse - Specializované působky- neurotransmitery Prostřednictvím hormonů - uvolněné na určitý podnět – endokrinní systém - Zprostředkovaná pomocí oběhového systému - Odpověď velmi lokalizovaná ( ADH) nebo ovlivňuje všechny buňky ( T3,4) - Zásadní řízení růstu, metabolismu, reprodukce Buňka- tkáň- orgán- organizmus TKÁŇ je soubor buněk, podobného tvaru i funkce Orgán je soubor tkání (od okolí ohraničený), např. céva-sliznice, podslizniční tkáň, sval, sval složený z tkání- sval, vazivo, cévy, nervy Systémy – soubor několika orgánů, (trávicí, močový, dýchací systém…) Obnova tkání Podle stupně obnovy dělíme tkáně na 2 skupiny: 1.Tkáně z buněk – embryonální vývoj -Buňky beze změny po celý život - nikdy se nedělí - pokud zaniknou, nikdy se neobnoví - buňky oční čočky -Buňky mohou být částečně remodelovány při změně funkčního zatížení - nervové buňky svá synaptická zapojení - hypertrofie myokardu -Buňky pravidelně obnovující své funkčně zatížené části - fotoreceptory sítnice ( obnova membrány) 2.Tkáně z buněk které se neustále obnovují( rychlost obnovy se liší – dny až roky) -Prostým dělením - endotelové buňky krevních kapilár - hepatocyty -Proliferací nediferenciovaných kmenových buněk - obnova buněčných populací, které se sami dělit nemohou ( epidermis, erytrocyty, buňky kosterního svalu) Zánik buňky Apoptóza = programová smrt ( fyziologický děj ) A, vnitřní ( rozhodnutí buňky B, vnější – imunitní systém Nekróza=patologický proces různými vlivy