FYZIOLOGIE ČLOVĚKA Tělesná výchova a sport - kombinované studium - Doc.MUDr. Eva Kohlíková, CSc. Katedra fyziologie UK FTVS Praha Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem, státním rozpočtem České republiky a rozpočtem hlavního města Prahy.

Obecná fyziologie Obr. č.1

Chemický, anatomický a dvoukomponentový model tělesného složení (podle Wilmora 1992)   100% minerály jiné      tuku prostá hmota   kosti   voda vnitřní orgány cukry   svaly   bílkoviny   tuk   tuk   tuk chemický anatomický dvoukomponentový

BUŇKA nervová nejmenší jednotka živého organismu (v lidské těle = 75.1018 buněk) život každé buňky je omezený (začíná buněčným dělením a zaniká dalším dělením nebo smrtí) životní cyklus buňky (dělení - její růst – diferenciace – funkční fáze – stárnutí – smrt ) orgány – specializované buňky epiteliální hladký sval spermie kosterní sval leukocyt erytrocyt kostní Obr .č.2

Organely buňky mikroklky mikrotubuly ribozomy Golgiho aparát plasmatická membrána mitochondrie endoplasmatické retikulum jadérko jádro lysozym vakuola cytozol Obr. č.3

Jádro a jadérko Jádro jaderná membrána (póry: průnik soli, sacharidů, aminokyselin, polypeptidů a nízkomolekulárních bílkovin) chromatin (DNA – během dělení buněk – chromozómy: řídí dělení buněk, jejich metabolismus a diferenciaci) Jadérko nemá membránu RNA (tvoří se v něm ribozomy) nukleoplasma a chromatin jaderná membrána jadérka jaderné póry Obr. č.4

endoplasmatické retikulum Ribozomy v buňce jsou jednak volně, jednak vázané na membránu endoplasmatického retikula skládají se ze dvou podjednotek účastní se tvorby RNA (ribonukleové kyseliny) ribozomy Obr. č.5 endoplasmatické retikulum

Endoplasmatické retikulum = soustava kanálků, váčků a cisteren Granulární typ (na povrchu jsou ribozomy – tvorba bílkovin membrán a některých organel) Agranulární typ (bez ribozomů – účast na mechanismech kontrakce, souvisí s metabolismem lipidů, fosfolipidů a cholesterolu) endoplasmatické retikulum s ribozomy volné ribozomy Obr. č.6

Golgiho aparát (komplex) navazuje na endoplasmatické retikulum tvořen lamelami nebo cisternami tvořivý pól – vznikají nové cisterny – navazují na systém jednotlivých vakuol zrací pól – uvolňován sekret nejvíce je Golgiho aparátu v buňkách žláz tvořivý pól zrací pól Golgiho komplex váčky sekretu (vakuoly) Obr. č.7

Mitochondrie v buňce je několik set až několik tisíc mitochondrií vnitřní membrána zřasena v kristy probíhá zde intenzivní látková přeměna a energetický metabolismus (tvorba ATP) obsahují i DNA (= druhý genetický systém buňky) mitochondrie kristy Obr. č.8

Cytoskelet = systém mikrofilament a mikrotubulů procházejí celou buňkou je odpovědný za: dynamickou organizaci cytoplasmy transport informací tělem buňky Obr. č.9

Buněčná membrána plasmatická membrána – ohraničuje tělo buňky Skládá se z: lipidů (fosfolipidů, neutrálních tuků, glykolipidů) bílkovin (některé pronikají celou membránou, jiné jsou do ní jen vnořeny) mimobuněčný prostor glykolipidy fosfolipidy bílkoviny cholesterol Obr. č.10 nitrobuněčný prostor

Membránové receptory = specifické struktury povrchové membrány buňky zajišťují přenos chemických nebo nervových podnětů (cAMP) některé hormony (inzulín) vyvolávají změny cGMP (cyklického 3´, 5´-guanosinmonofosfátu) některé hormony (tyroxin, steroidní hormony) – do buněk – uvnitř „hledají“ receptorové molekuly buněčná membrána adenylát cykláza hormon receptor ATP cAMP G-protein proteinkináza aktivace enzymů inaktivace enzymů Obr. č.11

Transport látek přes membránu vyšší koncentrace nižší koncentrace Difúze volný průnik látek podle koncentračního gradientu (látky rozpustné v lipidech, O2, CO2 , část vody) vyrovnání koncentrací Obr. č.12

Osmóza- skrz polopropustnou membránu proniká rozpouštědlo rozpuštěná látka voda Obr. č.13 Obr. č.14

Prostup iontovými kanály Spřažený transport jedná se také o pasivní transport je však spřažen s jiným energii spotřebovávajícím systémem (symport – jedním směrem, antiport - opačným směrem) iont iontový kanál (pór membrány) Obr. č.15 glukóza Na+ Obr. č.16

proti koncentračnímu gradientu nutné dodání energie Aktivní transport uvnitř buňky vně buňky proti koncentračnímu gradientu nutné dodání energie výměna 3 Na+ za 2 K+ Endocytóza a exocytóza K+ K+ ATP ADP+Pi Na+ Na+ exocytóza Obr. č. 17 endocytóza Obr. č.18

Typy membránových transportů ligandem řízený kanál napěťově řízený kanál difúze membránou otevřený zavřený buněčná membrána cytoplasma buněčná membrána ATP cytoplasma uniport antiport aktivní transport symport Obr. č.19 kotransport (bílkovinné nosiče)

Iontové kanály Iontové kanály stále otevřené = „póry“ tvořené transportními bílkovinami v membráně kanál naplněný vodou pronikají malé molekuly (voda, ionty, aminokyseliny, nukleotidy atd.) jejich pohyb je ovlivňován membránovým potenciálem Iontové kanály řízené napětím kanály mění svoji propustnost (tvar molekuly transportní bílkoviny) díky změně elektrického potenciálu na membráně buňky - Na+, K+, Ca2+, Cl-) Obr. č.20

Iontové kanály řízené chemicky změna propustnosti iontového kanálu je vyvolána vzájemnou reakcí mezi receptorem a iontovým kanálem Receptor: je součástí kanálu aktivace receptoru vede k fosforylaci kanálu prostřednictvím G proteinu vmezeřené reakce Obr. č.21 Interakce mezi receptorem, G proteinem a adenylátcyklázou Interakce mezi receptorem, G proteinem a fosfolipázou C

ve vestibulárním aparátu Iontové kanály řízené napětím i chemicky otevírají se vlivem depolarizace membrány Iontové kanály řízené mechanicky jsou citlivé na „napnutí“ cytoskeletu jsou součástí mechanoreceptorů vychýlení „vlásků“ ve vestibulárním aparátu otevření iontových kanálů pro K+ změna membránového potenciálu Obr. č.22

Mezibuněčné komunikace Obr. č.23 Typ spojení: štěrbinové spojení synaptický parakrinní endokrinní přenos informace přímo od buňky k buňce difúzí v intersticiální tekutině účinek lokální nebo všeobecný lokální difúzí v místě specifičnost závisí na: anatomickém umístění anatomickém umístění a receptorech receptorech

(ICT) = 40% tělesné hmotnosti TĚLNÍ TEKUTINY krevní plasma = 5% tělesné hmotnosti mimobuněčná voda (ECT) = 20% tělesné hmotnosti tkáňový mok = 15% tělesné hmotnosti celková tělesná voda (CTV) = 60% tělesné hmotnosti buněčná voda (ICT) = 40% tělesné hmotnosti

Poměrné zastoupení elektrolytů v tělesných tekutinách člověka ostatní složky nitrobuněčná tekutina K+ PO43- mezibuněčná tekutina plasma Na+ Cl- Na+ Cl- proteiny- Na+ HCO3- HCO3- proteiny- K+ K+ HCO3- Cl-

Seznam publikací, ze kterých byly použity obrázky Obr. č.1- Van de Graaff, Kent M.: Human Anatomy. The McGraw-Hill. 2005. ISBN 0-07-232667-0 Obr. č.2 - Van de Graaff, Kent M.: Human Anatomy. The McGraw-Hill.2005. ISBN 0-07-232667-0 Obr. č.3 – Carola R., Harley J.P., Noback Ch.R.: Human Anatomy. The Mc. Graw-Hill. 1992. ISBN 0-07-010527-8 Obr. č.4 - Carola R., Harley J.P., Noback Ch.R.: Human Anatomy. Mc. The Graw-Hill. 1992. ISBN 0-07-010527-8 Obr. č.5 - Carola R., Harley J.P., Noback Ch.R.: Human Anatomy. Mc. The Graw-Hill. 1992. ISBN 0-07-010527-8 Obr. č.6 - Carola R., Harley J.P., Noback Ch.R.: Human Anatomy. The Mc. Graw-Hill. 1992. ISBN 0-07-010527-8 Obr. č.7 - Carola R., Harley J.P., Noback Ch.R.: Human Anatomy. The Mc. Graw-Hill. 1992. ISBN 0-07-010527-8 Obr. č.8 – Fox S.I.: Human Physiology. The Mc. Graw-Hill. 1996. ISBN 0-697-20985-7 Obr. č.9 - Fox S.I.: Human Physiology. The Mc. Graw-Hill. 1996. ISBN 0-697-20985-7 Obr. č.10 - Van de Graaff, Kent M.: Human Anatomy. The McGraw-Hill. 2005. ISBN 0-07-232667-0 Obr. č.11 - Wenke M.: REMEDIA 1993. PANAX Praha. ISSN 0862-8947 Obr. Č.12 - Fox S.I.: Human Physiology. The Mc. Graw-Hill. 1996. ISBN 0-697-20985-7

Obr. č. 13 - Fox S. I. : Human Physiology. The Mc. Graw-Hill. 1996 Obr. č.13 - Fox S.I.: Human Physiology. The Mc. Graw-Hill. 1996. ISBN 0-697-20985-7 Obr. č.14 - Fox S.I.: Human Physiology. The Mc. Graw-Hill. 1996. ISBN 0-697-20985-7 Obr. č.15 - Fox S.I.: Human Physiology. The Mc. Graw-Hill. 1996. ISBN 0-697-20985-7 Obr. č.16 - Fox S.I.: Human Physiology. The Mc. Graw-Hill. 1996. ISBN 0-697-20985-7 Obr. ř.17 - Fox S.I.: Human Physiology. The Mc. Graw-Hill. 1996. ISBN 0-697-20985-7 Obr. č.18 – Schmift R.F.: Physiologie des Menschen. Springer. 1997. ISBN 3-540-66733-4 Obr. Č.19 – Ganong W.F.: Lékařská fyziologie. Nakladatelství H+H. 1999. ISBN 80-85787-36-9 Obr. č.20 – Trojan S. et al.: Lékařská fyziologie. Grada Avicenum. 1994. ISBN 80-7169-036-8 Obr. č.21 - Trojan S. et al.: Lékařská fyziologie. Grada Avicenum. 1994. ISBN 80-7169-036-8 Obr. č.22 - Trojan S. et al.: Lékařská fyziologie. Grada Avicenum. 1994. ISBN 80-7169-036-8 Obr. č.23 – Ganong W.F.: Lékařská fyziologie. H+H. 1997. ISBN 80-85787-36-9