Fyziologie živočichů Fyziologie je věda o základních funkcích živých organismů. F. – rostlin - živočichů - člověka Anatomie (ř. anamtein = řezati) Lékařská f. a patofyziologie Obecná fyziologie (děje na molekulární a buněčné úrovni) Srovnávací fyziologie (fylogenetický přístup) Ekologická fyziologie (adaptace) 1552 Fernel (f. jako nauka o projevech živé přírody) W.Harvey (1578 – 1657) – základní principy činnosti krevního oběhu Pitevní teatrum C.Bernard (1913 – 1878) – homeostáza I.M.Sečenov (1829 – 1905) Nobelova cena za fyziologii : 1904 I.P.Pavlov – regulace zažívání, 1920 S.A.S.Krogh – fyziologie dýchání a fce kapilár, 1922 A.V.Hill – přeměna energie ve svalu, 1923 G.F.Banting – objev inzulínu, W.Einthoven – EKG, 1932 Ch.S.Sherrington a E.D.Adrian – fce neuronů, 1936 H.H.Dale a O.Loewi – mediátory, 1938 C.J.F.Heymans – regulace dýchání, 1961 G.V.Bekesy – slyšení, 1963 A.L.Hodgkin, J.C.Eccles a A.F.huxley – fce iontů při šíření vzruchu, 1973 U.S.Euler – aminergní přenos aj.
Literatura : Janský Ladislav – Novotný Ivan, 1981 : Fyziologie živočichů a člověka. Avicenum, Praha. Trojan S. a kol., 1988 : Fyziologie. Učebnice pro lékařské fakulty. Avicenum, Praha. Janský Ladislav, 1979 : Fyziologie adaptací. Academia Praha. Silbernagl S.- Despopoulos A., 1984 : Atlas fyziologie člověka. Avicenum, Praha. Sládeček František, 1986 : Rozmnožování a vývoj živočichů. Academia Praha. Rajchard Josef, 1999 : Základy ekologické fyziologie obratlovců. Skripta Zemědělské fak. Jihočeské univerzity v ČB. Velíšek L. a kol., 1992 : Směry moderní fyziologie. Skripta UK Praha. Veselovský Zdeněk, 2005 : Etologie. Biologie chování zvířat. Academia Praha. Romanovský Alexej a kol., 1985 : Obecná biologie. SPN Praha : str. 267 – 312, 377 – 484. Rosypal Stanislav a kol., 2003 : Nový přehled biologie, Scientia Praha : str. 333 – 438. Bičík Vítězslav – Holinka Jiří, 2003 : Cvičení z fyziologie živočichů. Skripta UP Olomouc. Viry Nadříše Procaryota (Bacteria, Archea) Nadříše Eucaryota
Jádro, cytoplazmatická membrána, buněčná stěna, ribozómy.
Fyziologie Prokaryot Bacteria : Veliký povrch buňky na jednotku biomasy : → velká plocha kontaktu s okolním prostředím + nedělený vnitřní prostor → velmi rychlý metabolismus bakteriální buňky Archaea : Extrémně halofilní (solná jezera) Produkující metan (10 substrátů, např.CO2) Hypertermofilní (optimum 70 – 105° C, redukce síry na H2S, podmořské vulkány : Pyrodictium 113 °C) A. bez buněčné stěny (acidofilní)
Celkový metabolismus Celkový metabolismus v živočišné buňce (tj. přeměna chemické energie živin jejich oxidací, založené na cyklu kys. citrónové, na jiné formy energie potřebné pro život organismu) má dva stupně : 1. Syntéza ATP (+ vznik tepla) Energie živin + ADP (nosič) + anorg. P → ATP + teplo 2. Štěpení ATP a uvolňování různých druhů energie pro životní pochody : mechanická energie pro pohyb osmotická energie (pro aktivní transport látek) elektrická energie (šíření vzruchu, lov kořisti….) světelná energie Energie makroergní fosfátové sloučeniny se může zpětně převést na chemickou energii zásobních látek (glykogen, tuky).
Tkáně živočichů Organela – buňka – tkáň – orgán – organismus. Živočišná buňka : nepřítomnost buněčné stěny (→ vysoká tvarová rozmanitost) a vysoká specializace. Tkáň = soubor buněk u mnohobuněčných živočichů, sdružených k plnění určitých funkcí. Vznik a tvorba tkání : histogeneze = tvorba tkání v procesu embryogeneze ze zárodečných listů (výjimka : regenerace) Buňka se diferencuje (realizuje jen část své genetické výbavy) na základě genové aktivity a prostorového umístění. Čím více se buňka diferencuje a specializuje, tím má menší schopnost proliferace (neuron). Adheze (rozpoznávací molekuly a receptory na povrchu buněčné membrány), mezibuněčné spoje, mezib. materiál. Tkáně : Epitelová (kryje vnější nebo vnitřní povrchy, malý podíl mezib. hmoty, b. jsou polarizovány) Pojivová (heterogenní skupina tkání, velký podíl mezib. hmoty, b. nejsou polarizovány) Svalová (soubory b. specializované k pohybu – stahu) Nervová (soubory b. specializovaných v vytváření a vedení vzruchů : neurony a b. gliové)
Tkáň epitelová Epitel z ektodermu : kryje povrch těla + začátek a konec trávicí trubice. Epitel z entodermu : výstelka větší části tr. trubice + žlázy (játra, slinivka), epitel dýchacího ústrojí Epitel z mezodermu : výstelka gonád a ledvin, výstelka druhotné tělní dutiny (mezotel) Epitel podle tvaru : dlaždicový, kubický, cylindrický, jednovrstevný (bezobratlí), vícevrstevný, víceřadý, přechodní. Epitel podle funkce : krycí (epidermis – pokožka, kutikula), řasinkový (obrvený), resorpční (mikroklky), smyslový, svalový – jen u láčkovců, pigmentový (k absoprci světla), zárodečný (původní epitel gonády), žlázový (exokrinní – produkt je vylučován na povrch epitelu, endokrinní – produkt je vylučován do krevního oběhu).
Pojiva trofická (tělní tekutiny) Tkáň pojivová Pojiva trofická (tělní tekutiny) Pojiva trofická : Funkce tělních tekutin : rozvod živin, odstraňování zplodin metabolismu, výměna plynů, hormonální regulace, obranné reakce těla). Tělní tekutiny : Perientrická tekutina (hlísti) Coelomová tekutina (kroužkovci) Hemolymfa (krvomíza – bezobratlí s otevřeným cévním systémem) Krev, lymfa = míza – 99% lymfocytů, tkáňový mok v mezibuněčných prostorách (obratlovci) Krev obratlovců : krevní plazma (90% vody, plyny, soli, aminokys., tuky, 7 % bílkoviny, bezobr.: dýchací barviva) krevní buňky(erytrocyty, leukocyty, trombocyty savců – koagulocyty ost. obr.
Pojiva výplňová a oporná : Vaziva Chrupavka Kost
Vaziva Vaziva fixní buňky fibrocity, retikulární b., tukové b., pigmentové, mezenchymové) bloudivé buňky (makrofágy) Typy vaziv : řídká (mezenchym, rosolovité v., řídké kolagnní, tukové, hnědý tuk, tukové tělísko) hustá (fibrin, husté uspořádané – šlachy, husté neuspořádané – kolagenní vlákna)
Kost Kost = oporné pojivo obratlovců, vytváří vnitřní skelet a vnější tkáně (kožní kosti želv, šupiny ryb) Kostní tkáň (kost plsťovitá – hrubě vláknitá, kost lamelární – jemně vláknitá : a/kompaktní, b/houbovitá) Kostní dřeň (retikulární vazivo v dutinách dlouhých a plochých kostí, červená a žlutá dřeň)
E
Stažitelnost = základní vlastnost buněk svalové tkáně Tkáň svalová Stažitelnost = základní vlastnost buněk svalové tkáně Houby a žahavci : myofibrily u stažitelných buněk Typy svalové tkáně podle struktury : Hladká svalová tkáň (obr.: vnitřní orgány, inervována vegetativními nervy; bezobr.: i pohybová fce) Žíhaná (příčně pruhovaná) svalová tkáň (pohybový aparát, mozkomíšní nervy) Srdeční svalová tkáň (typická pro obr., stálá aktivita, inervována autonomně a vegetativně)
E
Tkáň nervová Evoluce nervové soustavy : Rozptýlená (žahavci) Gangliová (kroužkovci) – žebříčková CNS členovců CNS obratlovců
Mozek obratlovců