titl CZ OPVK_MU_rgb RVS_GRAYSCALE Inovace studijního oboru Regenerace a výživa ve sportu (CZ.107/2.2.00/15.0209) 1 žžádná buňka nemůže vzniknout jinak než zase z buňky žmateřská buňka předává dceřinné buňce potřebnou děděnou informaci k reprodukci sebe sama i ke své funkci žrozlišujeme dva základní různě fylogeneticky pokročilé typy buněk - prokaryotické a eukaryotické ž Celltypes žBuňky – tkáně – orgány- organismus -funkce a struktura jsou vzájemně propojené vlastnosti -V průběhu evoluce – specializace buněk – odlišná funkce podle množství organel, charakterem cytoplazmy a vlastnostmi membrány - žPř. žTuková buňka – cytoplazmě tuková kapénka, jádro, membrána – neměnné napětí žNervová buňka – mitochondrie, granulární endoplazmatické retikulum, ribozomy, jádro membrána-změny membránového potenciálu žŽivotní cyklus buňky : žA, zárodečné, kmenové buňky – opakování cyklů žB, specializované buňky – 1.cyklus do fáze diferenciace Buňky jater msotw9_temp0 Parietální buňka žaludku Buňky žlázy zeldec msotw9_temp0 msotw9_temp0 Buňky krve bunka-1 žzákladní stavební a funkční jednotka těla žje nejmenší jednotkou živého organismu schopnou nezávislé existence ž ( metabolismus, pohyb, růst, rozmnožování, dědičnost= schopnost buněčného dělení) žfyziologie orgánů a systémů je založena na komplexní funkci buněk žkomplexní funkce je dána strukturou na subcelulární úrovni žotevřený systém ( obousměrná výměna látek s prostředím ) žZákladem je kmenová buňka žŽivotní rytmus buňky – cyklický charakter žSchopnost obnovy : ž - epidermis : 2 týdny ž - sliznice žaludku : 2 – 3 dny žSpecializované buňky ( neurony, svalové buňky) žPodle stupně obnovy dělíme tkáně na 2 skupiny: ž1.Tkáně z buněk – embryonální vývoj žBuňky beze změny po celý život ž - nikdy se nedělí ž - pokud zaniknou, nikdy se neobnoví ž - buňky oční čočky žBuňky mohou být částečně remodelovány při změně funkčního zatížení ž - nervové buňky svá synaptická zapojení ž - hypertrofie myokardu žBuňky pravidelně obnovující své funkčně zatížené části ž - fotoreceptory sítnice ( obnova membrány) ž ž2.Tkáně z buněk které se neustále obnovují( rychlost obnovy se liší – dny až roky) žProstým dělením ž - endotelové buňky krevních kapilár ž - hepatocyty žProliferací nediferenciovaných kmenových buněk ž - obnova buněčných populací, které se sami ž dělit nemohou ( epidermis, erytrocyty, buňky ž kosterního svalu) ž ž ž smrt buňky.jpg žApoptóza = programová smrt ( fyziologický děj ) žA, vnitřní ( rozhodnutí buňky žB, vnější – imunitní systém žNekróza= žpatologický proces žrůznými vlivy ž žApoptóza ž žprogramovaná buněčná smrt = fyziologický děj ž indukována cíleně ( regulovaný děj) ž ž ž signál : zvenčí zevnitř ž ( lymfocyt, izolace b.) ( neopravitelná DNA) ž buňka je usmrcena a následně odstraněna - nedojde k poškození okolních buněk ženzymatické regulační kaskády buňky(kaspázy- jinak v b.neaktivní) ž ž ž Apoptická tělíska ž žfagocytovány leukocyty (makrofágy) ž žnitrobuněčné enzymy nepoškodí okolní buňky. ž žNekróza žnarušení integrity cytoplazmatické membrány žnarušení rovnováhy vnitřního prostředí buňky ž ž žobjemové změny (edém) celé buňky i organel (mitochondrie, endoplazmatické retikulum) ž ž ž ženzymatické poškození buňky + rozpad ž ž žvnitřní prostředí buňky se uvolní do okolí ž( enzymy takto uvolněné indukují nekrózu okolních buněk = "řetězová reakce“ žrozsáhlejší poškození tkáně ( následný zánět ) ž Apoptóza je normální fyziologický děj, normální smrt „věkem” event. „normální” sebevražda.. či naprogramovaná buněčná smrt. (Ca-Mg endo-nukleáza – enzym zodpovědný za apoptózu) Tím se můžou buňky: adaptovat…mozoly na rukách při práci s krumpáčem odstraňovat nádor.buňky, buňky napadené viry,, autoimunitní buňky a pod …STOVKY MILIARD BUNĚK DENNĚ ZANIKÁ – jsou eliminovány a buněčným dělením znovu nahrazovány. Buňka která zaniká, nesmí již přenášet genetickou informací, ani pro dělení.. ani pro tvorbu bílkovin … když se bílkoviny netvoří, tak chátrá obsah buňky…ER, GA, Ribosomy, cytoplazma, cytoskelet, membrány .. buňka chátrá celá, scvrkává se, zmenšuje se … a uvnitř jsou hrudky rozpadlého nefunkčního chromatinu. žCytoplazma – tekuté prostředí buňky žOrganely žJádro- genetická informace řídící činnost buňky žPlazmatická membrána – selektivně permeabilní, odpovědná za tvar C:\Documents and Settings\Kapounková\Plocha\Táta\Patofyziologie\úvod obrázky\bunkazivoc.gif buňka plazmatická membrána organely cytoplazma lipidová dvojvrstva jádro endoplazmatické retikulum ribozomy Golgiho aparát lysozomy mitochondrie cytoskelet integrální a periferní přenašeče synaptické proteiny membránové enzymy receptory iontové kanály aktivní pasivní BUŇKA Membrána-rozhraní, transport látek, receptory Jádro-genetický materiál, chromatin Jadérko-tvorba rRNA=kopie DNA Endoplazmatické retikulum granulární-tvorba glykoproteinů Endoplazmatické retikulum agranulární-žádné ribozomy, syntéza lipidů ( fosfolipidy, cholesterol), zásoba kalcia Ribozom-tvorba bílkovin Golgiho komplex-koncentruje a definitivně upravuje proteiny transportní a sekreční vezikuly Lysozomy-rozklad biologického materiálu a transportu bílkovin Cytoplazma –metabolické pochody Cytosklelet – systém mikrofilament, mikrotubulů, změna tvaru buňky Mitochondrie-energie, produkce ATP, utilizace O2 a produkce CO2, enzymy Krebsova cyklu a oxidativní fosforylace Centriol-dělení- magnet žStruktura :organizovaná síť makromolekul vznikajících přímo na místě 1.Vláknité proteiny ( kolagen - zpevnění, elastin- pružnost, laminin-propojení buněk k epitelu) 2.Proteoglykany 3.Voda žNejvíce: chrupavka, kost, kůže žNejméně : CNS Buněčná membrána membrána 2 vrstvy fosfolipidů molekuly bílkovin molekuly polysacharidů kanály v membráně msotw9_temp0 žcytoplazmatická membrána ( také plazmatická membrána) je tenký semipermeabilní obal ohraničující buňku i její výběžky žpodílí se na ochraně před zevními vlivy, udržování tvaru žskládá se z jedné lipidové dvouvrstvy a v ní zanořených proteinů žFunkce proteinů: ž - základní složka receptorů ž - základ iontových kanálů Lipid_Bilayer žschématický trojrozměrný řez buněčnou membránou 1. glykolipid 2. alfa-helix protein 3. oligosacharidový boční řetězec 4. fosfolipid 5. globulární protein 6. hydrofobní část ž alfa-helix proteinu 7. cholesterol ž CellMembraneDrawing_numbered Poškození bun.membrány vylití vnitřního obsahu cytoplasmy (enzymy, DNA, ribozomy… - Etiologie: toxické látky, alkohol, chemoterapie, antibiotika … - Diagnostika nemocí je postavená na poškození bun.membrány: žloutenky, alkoholické poškození jater, infarkty myokardu, žParacelulární transport žTranscelulární transport žProstá difuze ž - volný prostup lipidovou membránou ž - látky rozpustné v lipidech, malé ž neutrální molekuly ( O2,CO2, H2O ) ž - zrychluje se při zvýšené teplotě žIontové kanály (proteinové kanály)- póry ž - malé molekuly, ionty, voda ( difundují přes proteinové ž kanály) žSekundární aktivní transport ž - sám o sobě pasivní, spojen s jiným systémem, který ž spotřebovává jinou energii žPrimární aktivní transport ž - NA- K pumpa, proti elektrochemickému gradientu, ž přísun energie žEndocytóza a exocytóza ž - prostřednictvím váčků do a z buňky ž - řada látek které jinak neprojdou přes membránu ( proteiny a ž cholesterol) žproti koncentračnímu spádu – potřeba energie ženergie (ve formě ATP) žNejrozšířenější typ : NA-K pumpa ( přítomna na všech buněčných membránách) žTransportuje NA⁺ mimo buňku žK⁺ do buňky žVlastní přenos je prostřednictvím membránového proteinu usnadněná difuze žIonty procházejí otevřeným kanálem ž ž= proteinové kanály – proteiny mají tendenci měnit svou konformaci -podle toho jaká energie je nutná, aby protein změnil svoji konformaci , dělí se kanály na: ž1. stále otevřené (po koncentračním gradientu,ionty) ž2. řízené napětím ( změna konfigurace proteinu) ž3. řízené chemicky ( reakce mezi receptorem a iontovým kanálem) ž4. řízené mechanicky ( citlivé na napnutí cytoskeletu) - ž ž žaktivní proces žpohlcování látek z okolí ždochází k přestavbě plazmatické membrány ž2 formy: a) pinocytóza ž b) fagocytóza 400px-Endocytosis_types_svg.png žlátky přijímané ve formě roztoků žbuňka pohlcuje částice vchlípením části plazmatické membrány žnapř. vstřebávání tukových kapiček v tenkém střevě ž pinocytóza žpříjem větších částice žpanožky (plazmatické výběžky) žnapř. pohlcování bakterií bílými krvinkami ž ž fagocytoza žopakem endocytózy žvýdej větších molekul žměchýřky odškrcené z Golgiho aparátu 1.Přímé spojení mezi buňkami 2.Prostřednictvím lokálních chemických působků ž - parakrinní ( pankreas) ž - autokrinní ( ovárium) 3.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 ž 4. 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 žTKÁŇ je soubor buněk, podobného tvaru i funkce ž žOrgán je soubor tkání (od okolí ohraničený), ž např. céva-sliznice, podslizniční tkáň, sval, ž sval složený z tkání- sval, vazivo, cévy, nervy ž žSystémy – soubor několika orgánů, ž (trávicí, močový, dýchací systém…) ž epitelové pojivové svalové nervové krev … různé typy mezibuněčných spojů … … různé typy komunikace … … různé funkce … kryjí povrchy- kůže, sliznice tkáň z buněk naskládaných na sebe - tvar buněk: plochý , kubický, cylindrický - počet buněk: jednovrstevný, vícevrstevný - funkce: krycí, výstelkový, žlázový, resorpční (střeva), smyslový (citlivost na fyzikální a chemické podněty) Pojivové tkáně jsou : vazivo, chrupavka, kost Složené z buněk + vláken + mezibuněčné hmoty + … opora těla (kostra), pohyb, tlumení nárazů, „klouzání šlach”, „tření” kloubů, Vazivo: buňky vaziva(fibrocyty, tukové buňky) vlákny (kolagen, elastin, retikulární) a mezibuněčná hmota Tuhé vazivo: vazy, šlachy Řídké vazivo: mezitkáňové prostory Elastické vazivo: vazy páteře, žeber Tukové vazivo: podkoží Lymfoidní vazivo: mízní uzliny Chrupavka: buňky- chondrocyty vlákna (kolagen, elastin mezibuněčná hmota hyalinní – tvrdá, porcelánově bílá, křehká, obs.chondrocyty+beztvarou hmotu+jemné maskované kolagenní vlákna. - na povrchu kloubů a v dýchacích cestách elastická – pružná, ohebná, žlutavá, převládají elastická vlákna - nos, boltec vazivová – mechanicky odolná na tlak a tah, matně bílá, - převládají silná kolagenní vlákna – meziobratlové ploténky, meniskus Pevná pojivová tkáň, s mineralizovanou základní hmotou – minerální látky činí až 65% objemu kosti !!! buňky - Osteocyty vlákna -kolagenní jako pletivo či lamely kolem vyživovací cévy = vzniká osteon =zákl. funkční jednotka kosti - elastická … minerály (Ca, P, Mg, Na, F..) Kostní dřeň – erytropoetická tkáň msotw9_temp0 Svalová tkáň má schopnost kontrakce … mechanický pohyb - hladký sval – kontrahuje se svalová buňka (střevo, průdušky, cévy..) v cytoplasmě buněk jsou smrštění schopná vlákna – myofibrily - příčně pruhovaný sval – kontrahuje se svalové vlákno - myofibrily - kosterní sval - biceps, záda… - srdeční sval U svalů je název plazmy sarkoplazma, bun.membrány sarkolema Sval.vlákno=myofibrily+sarkoplazma+jádro+mitochondrie+glykogen …. Vše obalené membránou sarkolemou. Myofibrily jsou to 2 bílkoviny schopné kontrakce, aktin a myosin, které se při kontrakci do sebe zasouvají… - střevo, průdušky, cévy, děloha ... - vřetenovité buňky, spojené jemným vazivem - kontrakcí myofibril se kontrahuje celá buňka hladkého svalu - inervace vegetativní- vůli neovladatelná - při podráždění buněk hl.svalů dojde ke zúžení a zkrácení trubice,cévy.. kontrakce bývají pomalé, často rytmické msotw9_temp0 msotw9_temp0 tepna průduška Myofibrily 1-2 um, tisíce v každém sval.vláknu jsou složeny z aktinu a myosinu – v elektronovém mikroskopu dávají pruhovaný vzhled. Základní jednotkou svalu je svalové vlákno dlouhé několik cm msotw9_temp0 V srdečním svalu jsou vlákna tvořená z buněk, které tvoří pleteň či trámčinu, aby se srdečný stah šířil plynule po celém svalu … rytmické smršťování srdečního svalu. Navíc má vodivý systém svalových buněk – přenesení vzruchu (EKG) po celém srdci inervace autonomní – vegetativní msotw9_temp0 SA uzel Schopen spontánní depolarizace tj. spontánní výroby proudu perpetum mobile !!! Tvoří, přijímá a vede vzruchy…tj. specializovaná tkáň na přenos neuro-elektrických impulzů Nervovou tkáň tvoří: mozek, mozeček, mícha, všechny nervy Základní stavební jednotkou nervové tkáně je NEURON- přijímá a zpracovává informace a vysílá a přenáší odpověď. Neurony se nerozmnožují ani neobnovují, tj. stejný počet od narození. V okolí nervových buněk jsou gliové buňky -základní struktura neuronu je podobná každé jiné „žlázové“ buňce.. tj. jádro, mitochondrie, Golgiho aparát, ……. -metabolismus je vydatný, tvorba bílkovin na ribozomech je mohutná (žlázové buňky slinivky … 1,5l šťáv / mozek 1,5kg myšlenek za 24 hod…) Na povrchu neuronů a výběžků je typická membrána, ale na některých vláknech je myelinová pochva – čím silnější je vlákno a silnější myelinová pochva, tím rychlejší je vedení vzruchů. Základem pochvy je lipoprotein. msotw9_temp0 Axon – vlákno, vede odstředivě tj. pryč od buňky, ne některých dlouhých axonech- vláknech je myelinová pochva Dentrity – krátké vlákna, vedou dostředivě, tj. do buňky Axon Gliové buňky Zajišťují výživu nerv.buněk, Úprava prostředí pro –“- Fagocytoza cizorodých látek Tvorba obalů kolem nerv.buněk Krevní elementy - červené krvinky 5mil/1mm2 - krevní deštičky 200.000/1mm2 - bílé krvinky 10000/1mm2 (neurofil, lymfocyt, bazofil, monocyt, eosinofil) Krevní plazma (žlutavá tekutina: obsahuje bílkoviny, enzymy minerály, vitamíny, cukry, protilátky …) msotw9_temp0 msotw9_temp0