POJĘCIE PROCESÓW I FUNKCJI FIZJOLOGICZNYCH
Środowisko biologiczne organizmu
Komórka i metabolizm wewnątrz komórkowy
Reakcje tkankowe i narządowe
Homeostaza ustrojowa
PODSTAWOWE POJĘCIE
fizjologia człowieka, nauka o prawach jakim podlega organizm ludzki:
- jako całość
- jako zbiór narządów
- jako zbiór układów
- jako zbiór komórek
środowisko biologiczne
- wewnętrzne
- zewnętrzne
Zewnątrzustrojowe
Wewnątrzustrojowe
Treść przewodu pokarmowego
Powietrze w płucach
PRZESTRZENIE PŁYNOWE
Wewnątrzkomórkowa = 40% masy mężczyzn * 30% masy kobiet
Zewnątrzkomórkowa
- osocze
- chłonka
- płyn tkankowy
Stężenie molarność/ wartościowość i os molarność = liczba swobodnie dyfundujących cząsteczek * ciśnienie na błonę.
KOMÓRKA I METABOLIZM WEWNĄTRZKOMÓRKOWY
- błona komórkowa ( podział na swoich i obcych)
7-10 nm
2 warstwy fosfolipidów
Bieguny hydrofobowe do środka
Bieguny hydrofilne na zewnątrz
- białka błony komórkowej
Integralne (strukturalne)
Nośnikowe
Receptorowe
TRANSPORT PRZEZ BŁONĘ KOMÓRKOWĄ
Dyfuzja
Dyfuzja ułatwiona
Transport aktywny
Uniport - przenoszenie cząsteczek jednej substancji
Symport - przenoszenie cząsteczek 2 substancji w tym samym kierunku
Antysport - przenoszenie 2 substancji w przeciwnym kierunku
RECEPTORY BŁONOWE
Białka receptorowe (powstawanie w siateczce ziarnistej, eksternalizacja)
Zdolność swoistego wiązania z ligandami
Konkurencja o miejsce na receptorze
Pojemność wiązania
Blokowanie receptora
Ułatwienie, utrudnienie transportu
Otwarcie, zamknięcie prądów jonowych
Aktywacja, inaktywacja białek enzymatycznych
ODBIÓR INFORMACJI PRZEZ KOMÓRKI
Czas trwania reakcji:
Związane z ruchem jonów do 100 milisekund
Aktywacja/ dezaktywacja enzymów do wielu godzin
Ekspresja genów - synteza enzymów do wielu tygodni
Pierwszy przekaźnik informacji
Hormony
Aminy
Inne substancje endogenne
ODDZIAŁYWANIE RECEPTOROWE
Błonowe = drugi przekaźnik ( podstawowe)
Cytoplazmatyczne ( np. sterydy )
Jądrowe ( np. trijodotyronina)
DRUGI PRZEKAŹNIK WEWNĄTRZKOMÓRKOWY
Amplifikacja (zwielokrotnienie mocy) sygnału zewnętrznego
Rodzaje przekaźników
Cykliczny adrenazynomonofosforan (cAMP)
Cykliczny guanozynomonofosforan ( cGMP)
Białka błonowe G
JĄDRO KOMÓRKOWE
Błona komórkowa
Podwójna
Pory 40-100 nm
Zbiorniki wewnątrz błonowe mają połączenia z siateczką śródplazmatyczną
Chromosomy ( u człowieka 23 pary)
W spoczynku zwinięte i ściśle przylegające
Każdy składa się z 2 nici chromatynowych (białka = kwasy deoksyroborybonukleinowe DNA)
6 miliardów nukleotydów
Białka
Histonowe - ( osnowa dla DNA)
Niehistonowe - pozostałe w tym enzymatyczne
CYKL KOMÓRKOWY
S (synteza) = G2 (interfaza) = M (mitoza) = G0 (spoczynek) lub G1 (przerwa)
W fazie S duplikacja chromosomów
W fazie M podział chromosomów
ZAKOŃCZENIE ŻYCIA KOMÓRKI
Nekroza = niedobór tlenu = samostrawienie
Apoptoza = zaprogramowana śmierć ekspresja genów = zwiększenie aktywności enzymów = rozpad = szybka eliminacja przez komórki żerne (fagocytoza)
PODWÓJNA HELISA DNA
Ryboza = deoksyryboza
Zasady purynowe (adenina, guanina)
Zasady pirymidynowe (tymina, cytozyna)
Zasada purynowa = zasada pirymidynowa
Trzy kolejne zasady - jeden znak kodu genetycznego
RODZAJE RNA
Matrycowy mRNA (messenger) duża cząsteczka do kilku tysięcy nukleotydów
Transportujący tRNA (transfer) 75-85 nukleotydów
Rybosomalny rRNA
Egzony - sekwencje kodujące
Introny - sekwencje nie kodujące
SIATECZKA ŚRÓDPLAZMATYCZNA ZIARNISTA
tRNA (ortofosforan) dostarczają aminokwasów pierwsza jest metionina
Rybosomy zwrócone w stronę cytoplazmy przesuwają się po cząsteczkach mRNA
W rybosomach zachodzi translacja = synteza łańcuchów polipeptydowych
Inicjacja = elongacja = germinacja
Białko przedostaje się do wnętrza siateczki
BIAŁKA
Modyfikacja enzymatyczna (potranslacyjna)
- cięcie
- zmiana budowy przestrzennej
Enzymatyczne
Strukturalne
Wydzielane na zewnątrz komórki
Kanaliki siateczki = aparat Golgiego = błona komórkowa
SIATECZKA ŚRÓDPLAZMATYCZNA GŁADKA
Biosynteza i magazynowanie
- tłuszczów
- hormonów sterydowych (jajniki, jądra, nadnercza)
Polimeryzacja glukozy
Odkładanie glikogenu (wątroba)
Magazynowanie jonów wapnia (mięśnie)
LIZOSOMY
Pojedyncza błona
Enzymy hydrolityczne (białka, kwasy nukleinowe, węglowodany)
Trawienie tak obcych jak własnych cząstek obniżenie stężenia tlenu = przechodzenie enzymów = samostrawienie
MITOCHONDRIA
Podwójna błona
Grzebienie błony wewnętrznej
- enzymy cyklu kwasów trikaboksylowych
- enzymy łańcucha oddechowego
- monoaminooksydaza
Macierz
Funkcja energetyczna
Własny DNA - dziedziczenie „matczyne”
TRANSPORT WIĘKSZYCH CZĄSTECZEK
Podstawowy mechanizm otaczanie błoną!!!
Egzocytoza = jednoczesne pęknięcie błony komórkowej i błony pęcherzyków (pęcherzyki są wydalane)
Endocytoza
- fagocytoza (duże fragmenty komórek, mikroorganizmy)
- pinocytoza (małe fragmenty przyczepione do błony, która się wypukla)
METABOLIZM WEWNĄTRZKOMÓRKOWY
Transport:
- aktywny przez błonowy
- pinocytoza
- fagocytoza (rzadko)
- dyfuzja = tlen!!!
Składniki odżywcze
- glukoza
- aminokwasy
- kwasy tłuszczowe
ODDYCHANIE WEWNĘTRZNE
Wyzwolenie energii przez utlenienie = przejście atomów wodoru do tlenu
- faza I (beztlenowa) = glikoliza (rozpad glukozy)
Glukoza = pirogronian (2 cząsteczki ATP) 5% energii (cytoplazma)
- faza II (tlenowa) = pirogronian = H2O i CO2 95% energii (mitochondria)
- w warunkach braku tlenu pirogronian = mleczan
GOSPODARKA ENERGETYCZNA KOMÓKI
Enzymy cyklu kwasu cytrynowego (macierz mitochondriów) uwalnianie atomów wodoru z metabolitów wczesnych glukozy, aminokwasów i kwasów tłuszczowych
Białka łańcucha oddechowego (błona wewnętrzna = transport atomów wodoru aż do połączenia z tlenem = H2O)
WYKORZYSTANIE ENERGII Z ROZPADU ATP
Transport aktywny
Praca mechaniczna (ruch cytoplazmy lub skracanie włókien kurczliwych w mięśniach)
Biosynteza
- DNA
- RNA
- białka
- lipidy
- resynteza glukozy
-
REGULACJE METABOLIZMU KOMÓRKI
Zewnętrzne
- hormony
- bodźce nerwowe
Wewnętrzne
- ujemne sprzężenie zwrotne = inaktywacja enzymatyczna
REGULACJA FUNKCJI KOMÓRKI
Granice fizjologiczne
Adaptacja
Specjalizacja narządów
Podstawowe funkcje organizmu
- odżywianie
- oddychanie
- krążenie
- wydalanie
- rozmnażanie
INFORMACJA
Przenoszenie
Przetwarzanie
Sposób ciągły (analogowy) np. hormony
Sposób przerywany (cyfrowy) np. czucie dotyku
Sposób naprzemienny (cyfrowo- analogowy) np. reakcja na zmianę stężenia jonów = impulsy nerwowe = wydzielenie aldosteronu = wzrost stężenia aldosteronu
KOMUNIKACJA
Bezpośrednia między komórkami
- połączenia szczelinowe
- plamki przylegające
Humoralna ( poprzez substancje chemiczne )
- autokrynna ( sama z sobą )
- parakrynna ( sąsiadujące komórki )
- endokrynna ( komórki odległe )
Nerwowa
- komórki nerwowe
- synapsy chemiczne
SPRZĘŻENIE ZWROTNE
Sprzężenie proste
- ujemne
- dodatnie
Kontrola wzajemnie zwrotna
- znaczenie komparatora
regulacja gęstości receptorów
- Up regulation ( w górę ) = małe stężenie
- Down regulation ( w dól) = duże stężenie
1