Opracowanie wykładu z Anatomii z dnia 08.10.09

Wszyscy wiemy jak wyglądał wykład z anatomii, toteż wybaczcie mi pewną skrótowość i niejasność wypowiedzi, jeśli się taka pojawi.

Na początek krótki wstęp o błonach komórkowych:

• zbudowane z lipidów (głównie fosfolipidów), białek i węglowodorów. Lipidy błonowe zbudowane z hydrofilowej głowy i hydrofobowego ogona - struktura kanapki

• model płynnej mozaiki

• półprzepuszczalne

• elastyczne, cienkie

• regulują transport wybranych substancji z i do komórki

• reagują na bodźce chemiczne, termiczne, mechaniczne

• utrzymują równowagę między ciśnieniem osmotycznym wewnątrz i na zewnątrz komórki

• chronią komórki przed działaniem czynników fizycznych i chemicznych, a także przed wnikaniem obcych organizmów.

Płynność błony komórkowej zależy od:

• rodzaju ogona węglowodorowego fosfolipidu, jego długości i stopnia nasycenia.

• im więcej zawiera nienasyconych łańcuchów, tym płynniejsza

• im ściślejsze i im bardziej regularne jest upakowanie ogonów, tym jest ona bardziej lepka i mniej płynna

• od temperatury - im wyższa tym błona jest bardziej płynna (gorączkowy wzrost temperatury ciała zwiększa płynności błon komórkowych, które w stanie chorobowym stają się mniej płynne - w czasie choroby z błon znikają nienasycone kwasy tłuszczowe, które są potrzebne do tworzenia prostaglandyn. Gorączka ma więc na celu przeciwdziałanie utracie płynności błony)

• Cholesterol w komórkach zwierzęcych wzmacnia i usztywnia błonę

Białka w błonie komórkowej:

• enzymy

• białka wiążące

• receptory

• białka transportujące

Reszta informacji jest w II wykładzie z biologii komórki, nie będę więc wszystkiego żywcem przepisywał. Dobra, no to zaczynamy naszą mała bonanzę. Ostrzegam jednak, ze jest to tylko moja własna interpretacja wykładu i może zawierać błędy.

Zacznijmy od transportu przez błony, bo o tym w sumie był cały wykład.

Mamy 2 rodzaje transportu przez błony komórkowe:

• Bierny:

- zachodzi zgodnie z gradientem stężeń

- zachodzi zgodnie z gradientem ładunków

- zachodzi bez nakładów energii (wystarczy, żeby kanał jonowy był otwarty)

• Czynny:

- zachodzi wbrew gradientowi stężeń

- wymaga nakładu energii

- zachodzi przy użyciu pomp jonowych

Cały myk polega na tym, iż dla komórki nie korzystna byłaby sytuacja, w której dyfuzja zachodzi byle gdzie. Dlatego tez w komórce mamy w określonych miejscach kanały jonowe, które regulują transport przez błonę.

Kanał jonowy - jest to kompleks białkowy, który tworzy por w błonie komórkowej, przez który mogą przepływać określone cząsteczki. Ma możliwość zamykania się i otwierania, a także ma działanie selektywne - kanały jonowe mają określona średnicę i tylko określone jony mogą przepływać przez określone kanały.

Mamy 4 mechanizmy otwierania i zamykania kanałów jonowych:

• Mechanizm bramkowany ligandami/ ligandozależny - na białku budującym kanał jonowy znajduje się receptor, do którego przyłącza się pewna, ściśle określona substancja - ligand np. adrenalina, noradrenalina, acetylocholina. Kiedy ligand przyłącza się d o białka następuje otwarcie kanału, natomiast oddysocjonowanie ligandu powoduje zamknięcie kanału jonowego.

• Mechanizm bramkowany napięciem/ napieciozależny - depolaryzacja błony komórkowej (zamiana ładunków, zmiana polaryzacji) powoduje zmianę konformacji białka - kanał jonowy się otwiera. Ponowna zmiana polaryzacji kanał zamyka.

• Mechanizm enzymozależny - Tutaj zaczynają się schody. Na błonie komórkowej zlokalizowany jest receptor - może być on bardzo oddalony od kanału jonowego. Na receptor działa substancja, która jest bodźcem do otwarcia kanału. Sygnał z receptora pobudza Second Messengers (są to różna substancje, które pobudzają inne substancje do działania), które uruchamiają enzymy z grupy kinaz. Kinazy dokonują fosforylacji białka budującego kanał jonowy, co owocuje jego otwarciem. Proces defosforylacji zamyka kanał.

• 
  Ostatni mechanizm polega na mechanicznym otworzeniu kanału jonowego za pomocą włókien cytoszkieletu (włókien aktynowych), które kurcząc się otwierają kanał.

Kolejna sprawą, która została poruszona był potencjał spoczynkowy komórki. Lecz zanim do niego przejdziemy, warto zapoznać się ze stosunkami ilości jonów danego typu na zewnątrz i wewnątrz komórki. Nie będę się wdawał w liczby, dość jeśli przyjmiemy do wiadomości, że wewnątrz komórki jest mało jonów Na⁺, Cl^-, HCO₃ ^-, a dużo jonów potasowych (K⁺).

Potencjał spoczynkowy jest to różnica napięcia pomiędzy zewnętrzna i wewnętrzna stroną błony komórkowej. Potencjał spoczynkowy ma wartość ujemną i dla komórki nerwowej wynosi około -70mV (mówiąc prościej wewnątrz komórki jest więcej ładunków ujemnych)

-Potencjał spoczynkowy jest niezbędny do reagowania na bodźce i zachowania pobudliwości komórki

-w potencjale spoczynkowym kanału jonowe są zamknięte dla innych jonów niż jony potasowe - tylko jony potasowe mogą migrować przez błony ( a mogą migrować tylko zgodnie z gradientem stężeń, czyli na zewnątrz komórki.

• skoro wszystkie inne kanały są zamknięte, to cały potencjał spoczynkowy zależy od dyfuzji jonów potasowych (aniony organiczne, które nadają ładunek ujemny są zbyt duże, żeby dyfundować przez błonę) - w takim razie należy utrzymać wewnątrz komórki stałe stężenie jonów potasowych (K⁺)

• I tu się pojawia problem: Otóż jony potasowe dyfundują przez błonę szybciej niż komórka jest w stanie je pobierać z powrotem na drodze transportu aktywnego. Dzieje się tak dlatego, że transport aktywny jest procesem enzymozaleznym i przebiega z określoną prędkością, której nie można zwiększyć.

• Skoro nie można zwiększyć prędkości transportu aktywnego jonów potasowych, trzeba ograniczyć dyfuzję

• Tu z pomocą przychodzą nam oddziaływania elektrostatyczne, które hamują dyfuzje, co widać na załączonym obrazku.

Takie siły oddziaływań elektrostatycznych pomiędzy jonami na zewnątrz i wewnątrz błony komórkowej, które równoważą siłę dyfuzji tych jonów nazywamy potencjałem równowagi

Trzecim potencjałem, jaki został omówiony, był potencjał czynnościowy, który jest elektryczna odpowiedzią komórki na bodziec.

Całą odpowiedź komórki możemy podzielić na 3 etapy:

• I etap to depolaryzacja błony komórkowej, która polega na gwałtownym wzroście potencjału z wartości ujemnych do wartości dodatnich.

• II etap to repolaryzacja błony - spadek potencjału do wartości początkowej

• III etap to hiperpolaryzajca (bądź hiperrepolaryzacja, rozczytać się z notatek nie mogę), która polega na dalszym spadku potencjału poniżej wartości potencjału spoczynkowego.

Postaram się pokrótce wyjaśnić cały proces.

• Mamy naszą komórkę w stanie spoczynku (potencjał spoczynkowy) W środowisku pojawia się jakaś substancja, która wywołuje bodziec. Jak już wiemy, żeby komórka zareagowała musi dojść do depolaryzacji błony komórkowej. Aby tak się stało musi się zmienić potencjał z ujemnego na dodatni. Dlatego bodziec (substancja chemiczna) wywołuje otwarcie kanałów jonowych transportujących Na⁺ ( zgodnie z mechanizmem ligando, bądź enzymozależnym). Kanał jonowy się otwiera, a napływające jony zmieniają potencjał - następuje depolaryzacja błony

• Niestety nie każdy bodziec jest w stanie wywołać odpowiedź komórki. Żeby się tak stało bodziec musi wywołać wzrost potencjału do pewnej wartości, którą nazywamy potencjałem progowym.

• Potencjał progowy, to taka wartość napięcia, która powoduje gwałtowne otworzenie kanałów jonowych (mechanizm bramkowany napięciem) i gwałtowny napływ jonów Na⁺ , co powoduje gwałtowny wzrost potencjału do wartości dodatnich, a w efekcie odpowiedź komórki na bodziec.

• Potencjał progowy jest zawsze większy od spoczynkowego i służy do selekcji bodźców (czyli po ludzku dzięki niemu komórka wie co jest ważnym bodźcem a co szumem informacyjnym, na który może olać)

Rodzaje bodźców:

• Podprogowy - bodziec nie jest na tyle silny, aby wywołać odpowiedź - nie osiąga potencjału progowego

• Progowy - bodziec wywołuje depolaryzacje błony na granicy progu - najsłabszy bodziec, na który zareaguje komórka

• Nad progowy - wywołuje bardzo silną depolaryzacje błony, co jest przydatne, kiedy komórka jest w stanie hiperpolaryzacji (jest mniej czuła na bodźce i odbiera tylko te silne)

Repolaryzacja błony jest spowodowana gwałtownym odpływem jonów potasowych z komórki ( wypompowanie jonów sodowych wymagałoby nakładu energii)

Tyle przerobiliśmy na wykładzie. To opracowanie jest dziełem Macieja „Jelcyna” Gawrońskiego, kapłana Wielkiego A`Tuina, Żółwia Wszechświata. Opracowanie sponsorowane przez Microsoft Paint i literkę Z jak zajebistość.

---