Marie Nováková, Membrána, 2019/20201 FUNKČNÍ ORGANIZACE TĚLA. HOMEOSTÁZA. Marie Nováková, Membrána, 2019/20202 Život je dynamická soustava s cílovým chováním, s autoreprodukcí, charakterizovaná tokem látek, energií a informací Marie Nováková, Membrána, 2019/20203 ligand hydrofilní glykokalyx iont hydrofobní I – integrální bílkovina R – receptor E – enzym K – kanál P – pumpa (ATP-áza) Membránové molekuly Proteiny PLAZMATICKÁ MEMBRÁNA Marie Nováková, Membrána, 2019/20204 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) Marie Nováková, Membrána, 2019/20205 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 Marie Nováková, Membrána, 2019/202066 TRANSPORTNÍ MECHANISMY AKTIVNÍPASIVNÍ DIFUZE OSMOZA FILTRACE REGULOVANÉ FACILITOVANÁ DIFUZE KOTRANSPORT SYMPORT ANTIPORT ATP-ázy Marie Nováková, Membrána, 2019/20207 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. Marie Nováková, Membrána, 2019/20208 OSMOZA Transport vody přes semipermeabilní membránu ve směru k vyšší koncentraci rozpuštěné látky (tj. ve směru k nižší koncentraci vody). Závisí na počtu částic. Příklady: ….. Marie Nováková, Membrána, 2019/20209 FILTRACE Pohyb rozpouštědla jako výsledek osmotického a hydrostatického tlaku. Tvorba a resorpce tkáňového moku (Starlingovy síly). Marie Nováková, Membrána, 2019/202010 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+ Marie Nováková, Membrána, 2019/202011 Na+K+ ATP-áza (výměník, „pumpa“) Podobné transportéry: •Ca2+/H+ •Na+/K+ •K+/H+ •Na+/H+ proti koncentračnímu spádu AKTIVNÍ TRANSPORT Marie Nováková, Membrána, 2019/202012 IONTOVÉ KANÁLY Molecular biology of the cell. B. Alberts et al., Garland Science2002 Membránová elektrofyziologie myokardu, P. Pučelík, Avicenum, 1990 Marie Nováková, Membrána, 2019/202013 „GATING“ G-proteiny Molecular biology of the cell. B. Alberts et al., Garland Science2002 Marie Nováková, Membrána, 2019/202014 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 Marie Nováková, Membrána, 2019/202015 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). Marie Nováková, Membrána, 2019/202016 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) Marie Nováková, Membrána, 2019/202017 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 Marie Nováková, Membrána, 2019/202018 ZPĚTNÁ VAZBA ZÁPORNÁ KLADNÁ Odchylka osciluje (-) nebo se plynule zvětšuje (+). KLADNÁ ZPĚTNÁ VAZBA FYZIOLOGICKÁ Zajištění systémů, aktivace PATOLOGICKÁ Nestabilita - smrt Marie Nováková, Membrána, 2019/202019 VZÁCNÁ !!!