FIZJOLOGIA ZWIERZĄT wykład 7

Efektory allosteryczne\;

Związki drobnocząsteczkowe, wiążą się w allosteros i zmieniają powinowactwo hemoglobiny do ligandu

Injibicja allosterryczna

Zmieniają strukturę 3 i 4 rzędową białka

Zmienia konformację na sztywną lub luźną

Istnienie inhibitorów jest korzystne bo zwiększa uwalnianie tlenu w tkankach

Efekt bohra wpływ na zmianę H+ i CO2 na wiązanie O2 przez hemoglobinę, powstaje w dużym zapotrzebowaniu na tlen

H+ ułatwia tworzenie wiazań między podjednostkami Hb przesuwając w stronę deoksyHb

CO2 zwiększa ilośc H+ potęgując efekt działania

Uwolnienie o2 i pobranie co2 – zdjęcie z neta

Odłączony tlen nie przyłącza się ponownie

W osoczu tworzy się to samo co z hemoglobiną.

Hemoglobina w krwinkach ma działanie buforujące

Co2 wiąże się do hb kowalencyjnie – karbamino-hemoglobina

Płuca: uwolnienie CO2 ipobranie O2

Ciśnienie tlenu juest wysobie i wiąże siię z hemoglobiną i oddaje H+

W osoczu jest to samo tylko wolniej

Najważniejszy proces do dysocjacji tlenu w białku i wydychaniu CO2 to anhydraza węglanowa-produkuje regulatory allosteryczne.

2,3 – bisfosfoglicerynian – wiąże się tylko do Hb oddtlenowanej, w środku, Hb zmniejsza powinowactwo do tlenu i jest mniej wysycona tlenem. Wiąże się do odtlenowanej bo z tlenem Hb się kurczy i się nie mieści. Wiąże się do aa naladowanych dodatnio do histydyny. W łańcuchach gammaHb płodowej jedna z + his jest zamieniona na nienaładowaną ser, co powoduje że ta hemoglobina ma większe powinowactwo do tlenu niż Hb matki.

Jeśli beta nie jest produkowane to produkuje się podjednostkę gamma co jest niedobre bo ma większe powinowactwo do tlenu.

2 konformacje hemoglobiny – R – ma duże powinowactwo, i T – ma małe powinowactwo bo zawiera inhibitory allosteryczne.

HOMEOSTAZA ENERGETYCZNA

1.GLUKOSTAZA

Homeostaza – ma utrzymać parametry wewnętrzne w normie.

Produkcja i konsumpcja energii są zrównoważone. Zapewnia się stałym poziomem glukozy i temp.

Dlaczego glukostaza?- jest podstawowym źródłem energii dla mózgu.( komórek glejowych – astrocytów tw, barierę)dla neuronów ważny jest mleczan pochodzący z glukozy.

Glukoza: we krwi 5mM

-glikogen i tłuszcze: zapasy energii

-glikoliza: cykl kw, trojkarboksylowych( energia)

-szlak pentozofosforanowy (energia i nukleotydy)

Hipohlikemia :poniżej 2,5 – 3 mM

-problemy ze skupieniem uwagi

-zawroty glowy, silny pot

-podwójne widzenie

-drgawki, śpiączka

Hiperglikemia: więcej niż 5mM na czczo i więcej niż 10mM po jedzeniu

-utrata wody( nerku nie wyrabiają z odzyskiwaniem glukozy i dostaje się do moczu i woda jest tam by rozciećczyć tę glukozę

-osłabiebie, senność

-nudności, wymioty

-ble brzucha i głowy

-uczucie pieczeniea w jamie ustnej, utrata apetytu, chudnięcie

-wzrost glikacji( przyłączanie cukru nieenzymatyczne. Problemy z gojeniem ran. Zaburzena tkanki łącznej, krystaliny w siatkówce tworzą zaćmę, nerki zaczynają źle działać) i glikozylacji (gdy cukru jest za dużo i jest to enzymatyczne) białek

Źródła glukozy :

-pokarm

-glikogen

-glukanogeneza(wątroba, nerki)

Regulacja stężenia glukozy

Podwzgórze

Trzustka

Nadnercza

Tkanka tłuszczowa

Żołądek

Hormony trzustkowe

Wyspy trzustkowe: komórki

-a trzustki – glukagon

-b – insulina

Umozliwia magazynowanie substancji energetycznych w postaci glikogenu i tłuszczów

Mobilizacja rezerw podczas pracy, by był stały poziom glukozy.

Insulina jest hormonem anabolicznych, z 2 łańcuchów,jaz zwiększa się glukoza we krwi to wzrasta ATP w trzustce, co zamyka kanały potasowe i nast., depolaryzacja co powoduje otwarcie kanałów wapniowych, produkuje preinsuline i insulinę i jestegzocytoza.

Glukoza dostaje się do komórek beta dzięki transporterom:

GLUT – działają na zasadzie dyfuzji ułatwionej – zgodnie z gradientem stężeń glukozy. Nie potrzeba energii do procesu. Przeważnie działają tylko w jedną stronę

Heksokinaza – powoduje nskie stężenie glukozy w komórce

SGLT – transportery sodu i glukozy, gradient sodu napędza . występują w kom, wyścielających jelito cienkie( enterocyty) oraz kanaliki nerkowe ( odzyskiwanie glukozy z pokarmów i moczu pierwotnego)

Powstaje gradient pompy sodowo potasowej co transportuje glukozę do kom.

GLUT 1 i 3 – konstytutywny transporter glukozy niskie Km blisko 1mM wiekszośc tkanek, mówi o powinowactwie transportera do glukozy im niższe tym wyższe powinowactwo do glukozy

GLUT 2 – sensor glukozy, w kom beta w trzustce i w wątrobie ma wysokie Km ok 20mM, małe powinowactwo

GLUT 4 – regulowany przez insulinę, limituje szybkość poboru glukozy Km ok 5mM, w mięśniach poprzecznie prążkowanychi tkance tłuszczowej

GLUT 2 – pozwala trzustce rozpoznać wysokie stężenie glukozy w krwi i uruchomić insulinę co wpływa na GLUT 4

W wątrobie umożliwia magazunowanie glukozy w glikogen i jej 2 kierunkowy transport. Jak w ątrobie jest rozpad glikogenu glukozy jest mało i działa w druga stronę.

Gdy zjemy posiłek uruchamiane są gLUT 2 i ATP jest dużo co prowadzi do depolaryzacji i wydzielenia insuliny do krwi.

Insulinozależny transport glukozy – GLUT 4

-mięśnie

-tkanka tłuszczowa

Insulina wpływa na pobieranie aa z pokarmem co powoduje że jest hormonem anabolicznym, i powoduje hamowanie mat, zapasowych. Nie działa bezpośrednio na wątrobę, insulina powoduje pobieranie aa i wbudowanie ich w białka wątroby.

Cukrzyca – długotrwały wysoki poziom glukozy we krwi.

Brak produkcji insuliny przez organizm –zniszczenie kom. beta trzustki – insulinozależna ok 10%

I cukrzyca insulinoniezależna – ok 90%

Objawy kliniczne:

Infekcje i zmiany skórn – grzybice, czyraki, świąd skory

Wzrost glikacji i glikozylacji białek , może pojawić się zaćma, nerki nie filtrują, problemy z krążeniem,

Jak jest dużo cukru to wytw, się kw, tłuszczowe i może być miażdżyca i skrzepy co sprzyja zatykaniu się naczyń krwionośnych, dochodzi do niedokrwienia i może pojawić się tzw, stopa cukrzycowa – jest przyczyną prawie 50% amputacji i kończyn dolnych (brak czucia może powodować rany, zakarzenia i amputacje)

Glukagon – hormon kataboliczny 29 aa

Wydzielany pod wpływem : hipoglikemii, hormonów nadnerczy i niektórych aa

Aktywuje syntezę glukozy z prekursorów nie węglowodanowych

Hamuje syntezę glikogenu

Działa głównie w wątrobie – stymuluje rozkład glikogenu w tk, tłuszczowej uwalnia kw, tłuszczowe do krwi

W mięśniach działa adrenalina, uwalnia glukagon, działają przez wtórne przekaźniki cAMP i aktywuje białka odpowiedzialne za rozpad glikogenu, w wątrobie glikogen przekształcany jest w costam fosforam i do krwi

W mięśniach nie ama glukoza 6 fosfatazy i co powstaje z glikogenu nie jest przetworzone do krwi i w takiej formie jest rozkładany na energię.

Mięśnie sa efektorami i gdyby pod wpływem zagrożenia byłyby bez energii.

Przy długotrwałym głodzeniu nerka dae glukozę.

Podwzgórze

-ośrodek głodu – jądro brzuszno- boczne ; regulowany przez pobudzającą grelinę i hamowany przez leptynę co powoduje pobieranie pokarmu i glukoneogenezę. Gdy jest nadmierna aktywność ośrodka głodu to zachodzi hiperfagia i bulimia,

-ośrodek sytości - anoreksogenny, jądro przyśrodkowe; ma stymulować magazynowanie energii, aktywowany gdy stęż, glukozy jest wysokie, nadczynność to afagia i anoreksja

Ośrodek głodu hamuje ośrodek sytości i odwrotnie. Powoduje to jądro łukowate podwzgórza wydzielającego neuropeptyd Y NPY – stymuluje ośrodek głodu i przygotowuje organizm do przetrwania

Kanabinoidy pobudzają ośrodek głodu – gastro

Działanie leptyny(cytokina wydzielana przez adipocyty, leptos – szczupły)

Wydzielana do krwi – działa ogólnoustrojowo. Ilość leptyny jest razem z tk, tłuszczową, informuje o zapasach tłuszczu w organizmie. Dużo leptyny – mało NPY. Działa na kom Beta trzustki i produkcję insuliny. Energia jest rozpraszana w postaci ciepła i nie magazynuje jej. Dziala na kubki smakowe i powoduje hiperpolaryzację – przestajemy odczuwać smak słodki.

Amfetamina, kokaina, interlieukiny i stany zapalne pobudzają leptynę

Etanol, zimno – hamowanie.

Jeśli we krwi jest dużo kw, tłuszczowych to takie osoby słabo reagują na leptynę.

Grelina: hormon pustego żołądka

Wydzielany przy głodzie,

Wachania dobowe

Zwiększa łaknienie pobudza NPY

Stymuluje kw, żołądkowe

Stymuluje wydzielanie hormonu wzrostu

Wysoki poziom we krwiludzi cierpiących na syndrom Prader –Willi

Grelina stymuluje hipokamp i ułatwia zapamiętywanie.

U myszy podawanie agonistów greliny prowadzi to do alzheimera i stażenie się zdolności poznawczych.

TERMOSTAZA – utrzymanie temp, ciała na stalym poziomie

U człowieka teoretycznie 36,6 ale w różnych stefach jest różna temp, ciała, wewnątrz jest 36,6 a w kończynach mniej

Są wachania dobowe o ok 0,5 stopnia

Wysiłek ponad 40stopni Celsjusza powoduje je w mięśniach ale prz 42 stopniach dochodzi do denaturacji białek

Pochłaniamy promieniowanie słoneczne, przewodzenie(kontakt), z wnętrza ciała: termogeneza rdzeniiowa – skurcze mięśni, lub bezdrżeniowa - wzrost przemiany materii lub aktywacja białek u dzieci, 30% jest do ATP a reszta w postaci ciepła, zwiększenie tempa zwiększa temp ciała,

Pozbywamy się przez promieniowanie, przewodzenie wzmożone przez wiatr i jeszcze parujemy w zależności od temp,1 litr cieczy to 580kcal

Ośrodek grzania i chłodzenia w tylnym podwzgórzu, są pobudzane przez termoreceptory,

W drżeniowych są dreszcze, w bezdrżeniowych produkcja wewnątrz organizmu

Klasyczna termogeneza bezdrżeniowa – brunatna tkanka tłuszczowa, jest tylko u ssaków, maja termogeiny – bialka rozprzęgające; umozliwia przetrwanie

-hibernacji

-stresu termicznego

-mroźnych nocy

- u noworodków stres termiczny podczas narodzin

Białka rozsprzęgające to transportery protonów. Rozsprzęgają 2 procesy powiązane, oddychanie w mitochondriach i produkcje ATP.

Synteza tych białek stymulawana przez peptynę

Więcej u kobiet

Termogeneza wzmagana przez

-aktywację unerwienia współczulnego( adrenalina, noradrenalina)

-hormony tarczycy

Ośrodek chłodzenia zbiera inf o temp krwi , za wysoka – pocenie się i rozszerzenie naczyń krwionośnych, wprawienie w apatię.

Gorączka – zaburzenie ośrodka grzania i chłodzenia, wywołana przez pirogeny ( bakteria lub cytokiny ukł, odpornościowego ) interleukiny 1 i 6))

Pobudza się COX2 dochodzi do syntezy prostaglandyn, przestawiania termostatu podwzgórzowego na wyższy poziom. Jak chcemy obnizyc gorączkę obniżamy prostaglandyny – podanie przeciwgorączkowych, w organixmie są 2 COX. COX1 jest niezbędna i cały czas produkowana. Przeciwzapalne są obie i mrzy działaniu przeciwgorączkowych uszkadzamy inne narządy głównie żołądek co może powodować wrzody żołądka.