Marie Nováková, 2020/20211 FUNKČNÍ ORGANIZACE TĚLA. HOMEOSTÁZA. 2 Život je dynamická soustava s cílovým chováním, s autoreprodukcí, charakterizovaná tokem látek, energií a informací 3 ligand hydrofilní glykokalyx iont hydrofobní I – integrální bílkovina R – receptor E – enzym K – kanál P – pumpa (ATP-áza) Membránové lipidy Proteiny PLAZMATICKÁ MEMBRÁNA 4 KOMPARTMENTALIZACE TĚLESNÝCH TEKUTIN GIT, plíce, ledviny, kůže Plazma 5% - 3,5 litru Intersticiální 15% - 10,5 litru tekutina Intracelulární 40% - 28 litrů tekutina Evansova modř, 131J Inulin, manitol, sacharoza Antipyrin, D2O Celkový objem tekutin Extracelulární tekutina (vč. plazmy) 5 TĚLESNÉ TEKUTINYSLOŽENÍ TĚLA Voda 60% (80-50%) hmotnosti těla Proteiny 18% Lipidy 15% Minerální látky 7% Koncentrace kationtů a aniontů v tělesných tekutinách 152 5 2 117 27 0 0 14 157 30 5 10 74 113 0 20 40 60 80 100 120 140 160 mEq/l Extracelulárně Intracelulárně Na K Ca Cl HCO3 Prot. PO4 66 TRANSPORTNÍ MECHANISMY AKTIVNÍPASIVNÍ DIFUZE OSMOZA FILTRACE REGULOVANÉ FACILITOVANÁ DIFUZE KOTRANSPORT SYMPORT ANTIPORT ATP-ázy 7 PASIVNÍ TRANSPORTNÍ MECHANISMY Rozdíly ve složení tělesných tekutin jsou důsledkem vlastností bariér a sil odpovědných za transport. DIFUZE Transport plynů, substrátů, metabolitů do m.h. 60 tis. ve směru koncentračního spádu rozpuštěné látky. Závisí na rozpustnosti ve vodě a lipidech. 8 OSMOZA Transport vody přes semipermeabilní membránu ve směru k vyšší koncentraci rozpuštěné látky (tj. ve směru k nižší koncentraci vody). Závisí na počtu částic. 9 FILTRACE Pohyb rozpouštědla jako výsledek osmotického a hydrostatického tlaku. Tvorba a resorpce tkáňového moku (Starlingovy síly). 10 REGULOVANÉ TRANSPORTY KOTRANSPORT Transportovaná látka využívá koncentrační spád Na+ jako hnací sílu FACILITOVANÁ DIFUZE Selektivní nosič Limitovaná kapacita AMK, fosfát SYMPORT ve stejném směru ANTIPORT v protisměru glukóza, AMK Ca2+, H+ 11 Na+K+ ATP-áza (výměník, „pumpa“) Podobné transportéry: •Ca2+/H+ •Na+/K+ •K+/H+ •Na+/H+ proti koncentračnímu spádu AKTIVNÍ TRANSPORT 12 IONTOVÉ KANÁLY Molecular biology of the cell. B. Alberts et al., Garland Science 2002 Membránová elektrofyziologie myokardu, P. Pučelík, Avicenum, 1990 13 „GATING“ Molecular biology of the cell. B. Alberts et al., Garland Science 2002 14 KOMUNIKACE MEZI BUŇKAMI SPOJENÍ TĚSNÉ - MECHANICKÉ (tight junctions) – zonula occludens • desmosomy, hemidesmosomy, zonula adherens; zajišťuje buněčnou adhezi a mechanickou stabilitu tkání – epidermis, játra, myokard SPOJENÍ ŠTĚRBINOVÉ - ELEKTRICKÉ (gap junction) • (nexus)(v interkalárních discích; tvořeno konexony) HUMORÁLNÍ VAZBY • autokrinie • parakrinie • juxtakrinie • endokrinie • neurokrinie • neuroendokrinie NERVOVÁ SPOJENÍ Receptor, ligand, druhý posel 15 INTEGRACE HUMORÁLNÍHO A NERVOVÉHO ŘÍZENÍ 1. Synapse 2. Hypotalamohypofyzeální systém 3. Dřeň nadledvin REGULACE ŽIVÝCH SYSTÉMŮ Živé systémy – otevřené systémy, jejichž existence je vázána na tok energie, látek a informací mezi organismem a prostředím v obou směrech. Probíhá na všech úrovních systému (buňka – celý organismus). 16 HOMEOSTÁZA = ZACHOVÁNÍ STÁLOSTI VNITŘNÍHO PROSTŘEDÍ REGULOVANÉ PARAMETRY Stálá tělesná teplota, objem tělesných tekutin, osmotický tlak, pH, obsah kyslíku a oxidu uhličitého, obsah iontů, obsah glukózy a řady další látek… (izohydrie, izovolémie, izoionie, izoosmie, …) V ŠIRŠÍM SMYSLU – v tělesných tekutinách V UŽŠÍM SMYSLU - v jednotlivých kompartmentech až po úroveň organel nebo udržení stálosti určité vlastnosti (např. udržení krevního tlaku nebo napětí svalů) 17 ADITIVNÍ PŮSOBENÍ REGULACE A AUTOREGULACE Systémová regulace – nervová a humorální Lokální regulace (chemická) – pO2, pCO2,pH, prostaglandiny Autoregulace •myogenní – konstantní průtok danou oblastí během změn perfusního tlaku •metabolická vazodilatace – zvýšení průtoku krve např. při práci •homeometrická a heterometrická autoregulace srdce 18 ZPĚTNÁ VAZBA ZÁPORNÁ KLADNÁ Odchylka osciluje (-) nebo se plynule zvětšuje (+). KLADNÁ ZPĚTNÁ VAZBA FYZIOLOGICKÁ Zajištění systémů, aktivace PATOLOGICKÁ Nestabilita - smrt 19 VZÁCNÁ !!!