SZABÁLYOZÁS ÉLETTANA

Alapfogalmak, alapjelenségek

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: eltérő) 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 szervrendszer: alapvető, fő életműködés ellátására szerve ződött különböző szervek összessége szervezet: a szervrendszerek összessége Dr. Mándi Barnabás

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

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 -9 m) 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 (H 2 O, CO 2 , O 2 , monoszacharidok, aminosavak) a nagyobb molekulák aktív transzporttal a membranba ágyazódva fehérjéket találunk: transzport-, marker (jelölő), receptorfehérjék

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

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

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)

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

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 a sejt osztódása nélkül is képes osztódni  önállóan, a lebontó folyamatok végső szakasza folyik itt: citromsavciklus, terminális oxidáció  ATP termelés (energia termelés)

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

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 gyobb koncentrációjú helyről a kisebb koncentrációjú felé áramlanak (szabadon diffundálnak) a koncentráció-grádi ensnek megfelelően  a molekulák a na-

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

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 sejt hypertoniás oldatba  megduzzad a beáramló víztől  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!

aktív transzport: mális arányokat anyagszállítás Na-K-pumpa: Na + 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 jellemzője, hogy a koncentráció-grádienssel szemben történik az koncentrációja sejten belül: 20mmol/l Na + (Na + koncentrációja sejten kívül: 145mmol/l K + extracelluláris ion) 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

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

Nyugalmi potenciál

alapjelenség, a nyugalomban lévő sejt membránjának két oldala közti feszültségkülönbség pozitív) elsősorban K + -potenciál (K +  membránpotenciál a feszültségkülönbség 20-100 mV (sejt belseje negatív, felszíne 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

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

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 let  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-