Alapfogalmak, alapjelenségek

Az előadások a következő témára: "Alapfogalmak, alapjelenségek"— Előadás másolata:

1 Alapfogalmak, alapjelenségek
SZABÁLYOZÁS ÉLETTANA Alapfogalmak, alapjelenségek

2 A szervezet felépítése
sejt (cellula, cytos): az élő szervezet azon legkisebb egy- sége, mely még önálló életjelenségekkel rendelkezik (mozog, ingerelhető, anyagcseréje van, növekszik, szaporodik) szövet: hasonló alakú és azonos működésű sejtek összessé- ge (hám-, kötő- és támasztó-, izom-, idegszövet) szerv: különböző szövetekből felépülő, egy vagy több meg- határozott funkciót ellátó egység (a legtöbb szervben mind a 4 szövettípus megtalálható, de azok aránya az egyes szervekben eltérő) szervrendszer: alapvető, fő életműködés ellátására szerve- ződött különböző szervek összessége szervezet: a szervrendszerek összessége Dr. Mándi Barnabás

3 sejtszövetszervszervrendszer
sejtek általános jellemzése: az élet legkisebb alaki és működési egysége minden élőlény sejtes felépítésű minden sejtre jellemző: határoló rendszer alapállomány energiaátalakító és információhordozó rendszer

4 sejtalkotók sejthártya (membran):
környezettől elhatároló és összekötő funkció fehérjék és lipidek alkotják: a kettős lipidréteget kívül és belül feh- érje borítja  a lipoproteid rétegen keresztül folyik a sejt anyagfor- galma 5-10nm (nm=10-9m) vastagságú kettős foszfatid molekula réteg bizonyos anyagokat ezen a membranon átereszt, féligáteresztő (semipermeabilis) válogat, hogy milyen anyagokat enged át (szelektív permeabilitás) a membranon az 1nm-nél kisebb részecskék passzív transzporttal (diff.) jutnak át (H2O, CO2, O2, monoszacharidok, aminosavak) a nagyobb molekulák aktív transzporttal a membranba ágyazódva fehérjéket találunk: transzport-, marker- (jelölő), receptorfehérjék

5 endoplazmatikus retikulum:
a sejt belsejében található hártya a sejt belsejében felszínt képez a különböző biokémi- ai folyamatokhoz 2 típusa van: sima felszínű ER (SER) és a durva fel- színű ER (DER vagy RER) SER feladata: lipidek szintézise, anyagátalakítás a májban sok SER a méregtelenítés miatt (anyagok vízoldékonnyá tétele  vizelettel ürül) a membránt a rajta lévő riboszómák teszik szemcsé- zetté (riboszóma: a fehérjeszintézis helye) a készülő polipeptidlánc a DER-ban nyeri el végső formáját, a rá jellemző térszerkezetet sejtosztódás során az ER-ból képződik újra a sejt- maghártya

6 riboszóma: a fehérjeszintézis helye a legkisebb sejtalkotó a citoplazmában szabadon vagy ER-hoz kötötten he- lyezkedik el Golgi-apparátus: 3-10 egymás felett elhelyezkedő lapos, korong alakú „zsák” szélükön hólyagocskák kapcsolatot teremt a sejthártya és az ER között a sejtből kiürítendő anyagokat sejthártyába csoma- golja szintetizálja a membránalkotók egy részét a becsomagolt anyagot töményíti, válogatja a kész hólyagocskákat megfelelő helyre küldi

7 lizoszóma: bontóenzimmel telt hólyagocskák DER termeli a bontóenzimeket lizoszómával csak hártyával körülvett anyagot lehet bontani kémhatásuk savas (kb. pH5) a sejt halála után a saját lebontásban is szerepe van (autolízis)

8 mikrotubulusok, mikrofilamentumok:
a tubulin fehérjékből 25nm átmérőjű csövek jönnek létre (mikrotubulusok) sejtosztódás során húzófonalakat alkotnak és moz- gatják a kromoszómákat aktinmolekulákból 6nm átmérőjű fonalak képződnek (mikrofilamentumok) segítik a sejt mozgását

9 mitokondrium: minden eukarióta sejtre jellemző hosszúkás fonalas vagy gömbölyded alakú néhány mikrométeres felszíne sima, belül erősen redőzött (kezdetben – a törzsfejlődés kezdetén – önálló élőlé- nyek lehettek  bekebelezés  szimbiózis) számuk a sejt működési állapotától függ  önállóan, a sejt osztódása nélkül is képes osztódni a lebontó folyamatok végső szakasza folyik itt: citromsavciklus, terminális oxidáció  ATP termelés (energia termelés)

10 sejtmag (nucleus): kívülről sejtmaghártya borítja a maghártyán pórusok vannak a sejtmagban kromatinállomány van (DNS fehérjék- re csavarodva) magnedv: ionok, kis szerves molekulák és szabályo- zó fehérjék vizes oldata sejtmagvacska (nucleolus): a mag azon sötétebb te- rülete, amely azokat a DNS-szakaszokat tartalmaz- za, melyek a rRNS és riboszómafehérjék utasításait hordozzák a magvacska a riboszómakészítés helye a kész riboszóma alegységek a sejtmag pórusain ke- resztül távoznak

11

12 Transzportfolyamatok
passzív transzport: nem igényel energiát két jelenség: diffúzió, ozmózis diffúzió: alapja az oldott és gáznemű anyagok mozgása, melynek révén igyekeznek arányosan kitölteni a rendelkezésükre álló teret ha koncentrációjuk nem egyenletes  a molekulák a na- gyobb koncentrációjú helyről a kisebb koncentrációjú felé áramlanak (szabadon diffundálnak) a koncentráció-grádi- ensnek megfelelően

13 ozmózis:. ha a részecskék mozgását akadályozzuk (pl. féligáteresztő
ozmózis: ha a részecskék mozgását akadályozzuk (pl. féligáteresztő hártya választja el az oldatot a tiszta oldószertől, vagy egy hígabb oldattól), akkor csak a kisebb méretű részecs- kék –az oldószer molekulák– képesek a féligáteresztő ré- tegen átjutni, a nagy átmérőjű részecskék nem. Ennek az a következménye, hogy a töményebb oldat térfogata nö- vekszik, a hígabb oldaté pedig csökken. A jelenség addig tart, amíg a két oldat koncentrációja ki nem egyenlítődik. az oldat folyadékszintje emelkedik, a koncent-rációja csökken a nagyobb koncentrációjú oldat „felhígul”, térfogata megnő

14 ozmózis:. az emberi szövetek sejtjeiben az ozmózisnyomás 8 bar
ozmózis: az emberi szövetek sejtjeiben az ozmózisnyomás 8 bar körüli, és a szervezet igyekszik ezt állandó értéken tartani (homeosztázis) rugalmas sejthártya  duzzadás, zsugorodás sejt hypotoniás oldatba  megduzzad a beáramló víztől sejt hypertoniás oldatba  a sejt vizet veszít, zsugorodik (sós étel után szomjúság) az emberi szervezet sejtjeinek oldatai a 0,9% (n/n) NaCl- oldattal (fiziológiás sóoldat) azonos ozmózisnyomásúak (izotóniás oldatok) haemodialízis!

15 aktív transzport: aktív sejtműködést, energiát igényelnek
a sejtek, szövetek életműködéseinek fenntartásához a különböző ionok, molekulák olyan eloszlására van szükség, melyek különböz- nek az élettelen rendszerektől  ezért olyan biológiai mechaniz- musokra van szükség, melyek fenntartják az élet számára opti- mális arányokat jellemzője, hogy a koncentráció-grádienssel szemben történik az anyagszállítás Na-K-pumpa: Na+ koncentrációja sejten belül: 20mmol/l Na+ koncentrációja sejten kívül: 145mmol/l (Na+ extracelluláris ion) K+ intracelluláris ion: sejten belül 40x több, mint kívül az egyensúly fenntartásához mindkét iont a koncentráció- grádienssel szemben kell mozgatni: Na+ ki, K+ be vékonybél, vese

16 facilitált diffúzió: átmenet az aktív és a passzív folyamatok között
az anyagvándorlás a koncentráció-grádinsnek megfelelően megy végbe (mint a passzív transzportnál), de lényegesen gyorsabban, mint azt a fizikai-kémiai törvényszerűségek indokolnák energiaigényes folyamat

17 Nyugalmi potenciál alapjelenség, a nyugalomban lévő sejt membránjának két oldala közti feszültségkülönbség  membránpotenciál a feszültségkülönbség mV (sejt belseje negatív, felszíne pozitív) elsősorban K+-potenciál (K+ intracelluláris ion: sejten belül 40x több, mint kívül) a sejt belsejében lévő negatív töltésű fehérjeionok gátolják a K+ ionok kiáramlását minden ionra kétféle potenciál hat: elektromos és kémiai potenci- ál a kémiai potenciál általában ellentétes az elektromossal  nyuga- lomban az elektrokémiai potenciál egyensúlyban van

18 Akciós potenciál ingerület: inger hatására bekövetkező jellegzetes folyamat, a nyugalom- mal ellentétes állapot az ideg- és izomsejtek membránja ingerületben depolarizálódik (vagyis a nyugalmi potenciál csökken vagy megszűnik vagy ellenkező előjellel polarizálódik) az ideg- vagy izomroston a depolarizáció hullámszerűen terjed  az ez- zel kapcsolatos feszültségingadozás az akciós potenciál a depolarizáció idején Na+ ionok lépnek a sejt belsejébe a repolarizációban a membrán Na+ permeabilitása visszaáll, a K+ perme- abilitás fokozódik küszöb erősségű az az inger, melynél a membránon keresztüli Na+-veze- tő képesség annyira megnő, hogy akciós potenciál keletkezik küszöbinger (reobázis) maximális választ eredményez: ha a Na+ ionok kellő mennyiségben jutnak a sejtbe, maximális hatást váltanak ki (létrejön az ingerület, tapasztaljuk az akciós potenciált) ha ennél kevesebb ion jut a sejtbe, nem jön létre ingerület, nincs akciós potenciál „minden vagy semmi” törvény

19 Refrakter szak ha az akciós potenciál időtartama alatt éri újabb inger az ideg- vagy i- zomszövetet, ez az újabb inger hatástalan lesz  a sejt refrakter stá- diumba kerül, időlegesen nem ingerelhető az ingerületi folyamat vége felé szupermaximális ingerekkel bizonyos vá- lasz már elérhető  ez alapján abszolút és relatív refrakter szakaszt különböztetünk meg kihasználási idő: egy inger alkalmazásától az észlelt válaszig eltelt idő (ha nő az inger erőssége, ez az idő csökken) kronaxia: a kétszeres küszöbinger-erősséghez (kétszeres reobázis) tarto- zó kihasználási idő ingerületvezetés: az inger által keltett akciós potenciál az ideg- vagy izomrostban továbbterjed  a nyugalomban lévő sejtmembránt a szomszédos membrán depolarizációja ingerületbe hozza az ingerület kiindulópontja felé (visszafelé) nem terjed, mert az még refrakter szakban van az „új hely” ingerületekor az igerületátvitel egyirányú folyamat  egy preszinaptikus potenciál csak egy posztszinaptikus potenciált válthat ki az ingerület terjedési sebessége a sejten belüli ellenállástól függ: minél vastagabb az ideg- vagy izomrost, annál gyorsabban terjed az ingerü- let