-błona komórkowe- budowa i funkcje

-eukariota – system błon wewnątrzkomórkowych

ERYTROCYT- modelowa komórka do badania struktury błony

Gaster i Grendel w 1896 r wyekstrahowali acetonem lipidy z błony erytrocytu i stwierdzili, że powierzchnia mono warstwy jest dwa razy większa od powierzchni krwinek i postawili hipotezę, że błona zbudowana jest z dwuwarstwy lipidowej

Właściwości błony komórkowej:

-wytworzenie fizycznej przegrody między przedziałami

-moderowanie transportu, czyli utrzymanie selektywności przepuszczalności

-utrzymanie granicy faz, które przekazują sygnały chemiczne i energię z jednego układu do drugiego

-wytworzenie właściwego środowiska do funkcjonowania niektórych enzymów, kanałów białkowych i receptorów

ERYTROCYT- model niemal doskonały

1. Łatwość dostępu

2. Brak błon wewnętrznych – plazmolemma bez zanieczyszczeń

3. Łatwe otrzymywanie i oczyszczanie

4. „in side out” metoda odwróconych pęcherzyków (strona wewnętrzna jest na zewnątrz odwrócona)

LIPIDY są zbudowane w bardzo różny sposób, jedna cecha wspólna są nierozpuszczalne w wodzie – niepolarne, hydrofobowe

-kwasy tłuszczowe

- Tłuszcze zwierzęce

- fosfolipidy

-steroidy

CH₂ – OH

|

CH – OH 6 LICEROL

|

CH₂ – OH

KWASY TŁUCZOWE- 1 grupa karboksylowa + długi łańcuch z węgla I wodoru

Część hydrofobowa nie rozpuszczalna w wodzie = lipofilowe rozpuszczalne w tłuszczach

HYDROGENACHA – nasycenie wiązań podwójnych – utwardzania olejów

Tłuszcze, oleje -> synteza przez dehydratacje -> glikol + kwas tłuszczowy

ASYMETRIA LIPIDÓW

Fosfolipidy aminowe – wewnątrz monowarstwa

Fosfolipidy cholinowe – zewnętrzna monowarstwa

O

||

CH₂ – O – C – R

| etanoloamina (fosfahydyloetanoloamina)

CH – O – C – R cholina

| seryna

CH₂ – O – P – O inozytol

|

O - <- element zjonizowany w wyniku jonizacji jedna z grupą hydro jest hydrofilowa

Wiązanie estrowe

Błona komórkowa jest inkrustowana sterydami, cholesterolem i jego pochodnymi

Asymetria białek

-białka powierzchniowe

-białka integralne

-białka szkieletowe

Glikoproteiny (połączenie cukrów i białek)

-charakterystyczne dla powierzchni zewnętrznej

Fragmenty polarne (węglowodory w glikoproteinach)

Sposób łączenia białka z frakcją fosfolipidowego

- pętla białkowa

- Lipidacja

- oddziaływanie elektrostatyczne – w białku występują reszty aminokwasów z ładunkiem dodatnim (oddziaływuje z ujemnie naładowaną resztą kwasu fosforowego budującego fosfolipidy)

LIPIDACJA – oddziaływanie z kowalencyjnymi wiązaniami między resztą kwasu fosforowego a białkiem. Najsilniejsze połączenie.

PĘTLA BIAŁKOWA – fragmenty hydrofobowe oddziałują z łańcuchami kwasów tłuszczowych a fragmentem hydrofobowym białka

GLIKOKALIKSA zabezpiecza komórkę przed uszkodzeniem chemicznym i mechanicznym

GLIKOPROTEINA P- usuwa substancje obce dla organizmu ( w tym leki i kosmetyki) z wnętrza komórek, zapobiegając ich kumulacji i utrudniając osiągnie miejsc docelowych

Regulacja płynność błony- uzależniona od składu lipidów

-kwasy nienasycone

-cholesterol

Organizmy żywe potrafią regulować skład tak, aby utrzymać względnie niezmienna płynność w zmieniającej się w tem? Otoczenia

Ruch cząsteczek w dwuwarstwie

-lateralne – boczne – rozsuwanie warstwy fosfolipidów może być wykorzystane do wprowadzania substancji aktywnych do wnętrza komórki, najczęściej wykorzystywany

-rotacja – mechanizm obronny – fosfolipidy obracają się wokół osi

-flip-flop – zmiana warstw fosfolipidów zewnętrznych z wewnętrznych. Mechanizm bardzo powolny

TECHNIKI BADAWCZE

Cytologia – nauka o budowie i funkcji komórki

METODY AUTORADIOGRAFICZNE

-AUTORADIOGRAFIA to metoda, która umożliwia zlokalizowanie izotopów promieniotwórczych lub znakowanych nimi substancji w komórkach i tkankach

-substancje te wprowadzane są do żywego organizmu lub żywych komórek, gdzie gromadzą się lub włączają w procesy metaboliczne

Zastosowania:

-śledzenie dróg migracji kom

-śledzenie populacji komórek intensywnie namnażających się

-badanie sposobu namnażania się organelli kom

Metoda kultury komórek. ( Hodowla komórek in vitro)

-hodowlana komórek jest to utrzymanie oddzielonych od organizmów kom w warunkach sztucznych ( in vitro) przez okres dłuższy niż doba

-możliwość obserwacji zachowania się żywych komórek pozbawionych kontrolnego i regulacyjnego wpływu całego organizmu.

Zastosowanie:

• Obserwacja i badanie

  • funkcjonowanie aparatu genetycznego kom i wpływu substancji regulacyjnych, toksycznych, rakotwórczych leków, kosmetyków na fizjologię komórki

  • aberracji chromosomowych (komórki się dzielą ale podział jest niewłaściwy, zła liczba chromosomów)

  • genetycznie uwarunkowanych zaburzeń metabolizmu i budowy komórek

  • produkowania, przez komórek substancji czynnych biologicznie

  • odpowiedzi komórek na stymulację antygenem (może pozbawić ochronę immunologiczną)

BADANIA IN VITRO WE WSPÓŁCZESNEJ KOSMETOLOGII

In vitro (łac. W szkle)

Zastosowanie: do badania wpływu surowców kosmetycznych i kosmetyków na skórę

Dwa typy hodowli

1. dwuwymiarowa (inhibicja kontaktowa -> kom. Do momentu styku ze sobą rosły, po zetknięciu się ze sobą przestały rosnąć = woda) pojedyncza warstwa komórek

2. trójwymiarowa

Rodzaje komórek sterowanych do zakładania hodowli:

-izolowanie ze skóry ludzkiej

-linie komórkowe (komórki modyfikowane genetycznie, komórki immortalizowane, kom w różnym stadium różnicowania)

-kokultury różnych typów kom (Keratynocyty – kom naskórka z melanocytami, keratynocytami z komórkami układu odpornościowego)

POCHODZENIE KOMÓREK:

-zwłoki

-Biopsja skóry (przeszczepy)

- z wycinków tkanek (usuwanie guzów)

Z tkanek wewnętrznych podczas operacji plastycznych

Z tkanek nowotworów (głownie kom. Izolowane z napletków)

Z banków tkanek

ZASTOSOWANIE SUWYMIAROWE HODOWLE KOMÓREK SKÓRY

-jednorodne i kokultury są modelem do badań podstawowych w kosmetologii na poziomie komórkowym i molekularnym

-bada się wpływ na fizjologię komórki skóry:

• ksenobiotyków zawartych w kosmetykach

• czynników zewnętrznych np. promieniowanie UV

OCENIANE PARAMETRY KOMÓREK

1. aktywność antymitotyczna ksenobiotyków

   1. morfologia kom – mikroskopowo

   2. aktywność proliferacyjna (zdolność do podziału)- mikroskopowo

2. wpływ ksenobiotyków na ekspresje genu – przyspiedzenie lub spowolnienie syntezy białek : kolagenu, filagryny

3. wpływ ksenobiotyków na aktywność enzymu, które znajdują się w komórce

   1. spowolnieć aktywność enzymu

   2. przyspieszyć aktywność enzymu

4. wpływ ksenobiotyków na aktywność układu immunologicznego – działanie drażniące i alergizujące ksenobiotyków

DWUWYMIAROWE HODOWLE KOMÓREK SKÓRY

ZALETY:

-możliwość określenia optymalnych dla komórek skóry stężeń ksenobiotyków w kosmetykach

-prostota obserwacji wyników testów

-stosunkowo niski koszt

WADY:

-nie odzwierciedlają zależności między warstwami komórek i całymi warstwami skóry

-tylko aplikacja punktowa

-nie ma możliwości wielokrotnej aplikacji kosmetyku

-nie pozwalają na powierzchowną aplikację kosmetyku na skórę

TRÓJWYMIAROWE HODOWLNE KOMÓREK SKÓRY:

-ekwiwalent skóry właściwej – zawiera wszystkie warstwy skóry, ta sama grubość

-zrekonstruowany naskórek – kilka warstw struktury naskórka

-substytu skóry – cieńsza niż skóra właściwa

BADANE PARAMETRY I PROCESY PO APLIKACJI KSENOBIOTYKU:

1. Skuteczność warstwy rogowej naskórka jako bariery dla aplikowanych powierzchniowo ksenobiotyków

2. Oddziaływanie między komórkami w warstwach budujących

3. Interreakcje między naskórkiem a skórą właściwą, badanie kondycji skóry w odpowiedzi na działanie czynników egzogennych w warunkach fizjologicznych i podczas procesu starzeniowego

4. Procesy starzenia pod wpływem promieniowania UV

EKWIWALENTY

-ekwiwalent naskórek – przypomina żywą tkankę

-zastosowanie : model do aplikowania badanych substancji w formie rozpuszczalnej i stałej

EKWIWALENTY SKÓRY WŁAŚCIWEJ

Zastosowanie:

1. Badanie wpływu ksenobiotyków na stymulację syntezy kolagenu i innych białek budujących skórę właściwą

2. Model do badań nad zmianami zachodzącymi w skórze właściwej w procesie starzenia

3. Ocena możliwościami opóźniania starzenia się skóry właściwej

PEŁNEJ GRUBOŚCI EKWIWANETY SKÓRY

ZALETY :

1. Przechowywanie w warunkach laboratoryjnych przez ok 28 dni

2. Możliwość wielokierunkowej aplikacji czystego ksenobiotyków i pełnej formuły kosmetyków w odstępach parogodzinnych przez dłuższy okres

WADY :

Warstwa rogowa naskórka w ekwiwalencie nie ulega złuszczaniu, a podczas długiego procesu hodowli staje się grubsza niż w warunkach in vivo i mniej przepuszczalna dla czynników zewnętrznych