A szervezet vízterei



Hasonló dokumentumok
A transzportfolyamatok és a sejtek közötti kommunikáció

A transzportfolyamatok és a sejtek közötti kommunikáció

Bevezetés. Állatélettan előadás Csütörtök: 16:00-18:30 Bólyai terem Déli Tömb Dr. Détári László tanszékvezető egyetemi tanár

1. előadás Membránok felépítése, mebrán raftok, caveolák jellemzője, funkciói

Biofizika I. DIFFÚZIÓ OZMÓZIS

Biológiai membránok és membrántranszport

A plazmamembrán felépítése

Membrántranszport. Gyógyszerész előadás Dr. Barkó Szilvia

Az idegsejtek kommunikációja. a. Szinaptikus jelátvitel b. Receptorok c. Szignál transzdukció neuronokban d. Neuromoduláció

Szerkezet és funkció kapcsolata a membránműködésben. Folyadékkristályok típusai (1) Dr. Voszka István

a. Szinaptikus jelátvitel b. Receptorok c. Szignál transzdukció neuronokban d. Neuromoduláció. Szinaptikus jelátvitel.

térrészek elválasztása transzport jelátvitel Milyen a membrán szerkezete? Milyen a membrán szerkezete? lipid kettısréteg, hidrofil/hidrofób részek

BIOFIZIKA I OZMÓZIS Bugyi Beáta (PTE ÁOK Biofizikai Intézet) OZMÓZIS

Szerkezet és funkció kapcsolata a membránműködésben. Folyadékkristályok típusai (1) Dr. Voszka István

Elektrofiziológiai alapjelenségek 1. Dr. Tóth András

OZMÓZIS. BIOFIZIKA I Október 25. Bugyi Beáta PTE ÁOK Biofizikai Intézet

1. Előadás Membránok felépítése, mebrán raftok

Folyadékkristályok; biológiai és mesterséges membránok

9. előadás Sejtek közötti kommunikáció

Egy idegsejt működése. a. Nyugalmi potenciál b. Transzport proteinek c. Akciós potenciál

OZMÓZIS, MEMBRÁNTRANSZPORT

BIOFIZIKA. Membránpotenciál és transzport. Liliom Károly. MTA TTK Enzimológiai Intézet

a. Nyugalmi potenciál b. Transzport proteinek c. Akciós potenciál. Nyugalmi potenciál. 3 tényező határozza meg:

Biomembránok, membránon keresztüli transzport SZTE ÁOK Biokémiai I.

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

Élettan. előadás tárgykód: bf1c1b10 ELTE TTK, fizika BSc félév: 2015/2016., I. időpont: csütörtök, 8:15 9:45

OZMÓZIS, MEMBRÁNTRANSZPORT. Vig Andrea PTE ÁOK Biofizikai Intézet

MEDICINÁLIS ALAPISMERETEK BIOKÉMIA A BIOLÓGIAI MEMBRÁNOK 1. kulcsszó cím: MEMBRÁNOK

A diffúzió leírása az anyagmennyiség időbeli változásával A diffúzió leírása a koncentráció térbeli változásával

Membránszerkezet Nyugalmi membránpotenciál

Kevéssé fejlett, sejthártya betüremkedésekből. Citoplazmában, cirkuláris DNS, hisztonok nincsenek

8. előadás. Sejt-sejt kommunikáció és jelátvitel

Debreceni Egyetem Orvos- és Egészségtudományi Centrum Biofizikai és Sejtbiológiai Intézet

Egy idegsejt működése

Lipidek. Lipidek. Viaszok. Lipidek csoportosítása. Csak apoláros oldószerben oldódó anyagok.

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

A veseműködés élettana, a kiválasztás funkciója, az emberi test víztereinek élettana (5)

S-2. Jelátviteli mechanizmusok

Kommunikáció. Sejtek közötti kommunikáció

Receptorok, szignáltranszdukció jelátviteli mechanizmusok

7. előadás: A plazma mebrán szerkezete és funkciója. Anyagtranszport a plazma membránon keresztül.

Idegsejtek közötti kommunikáció

NÖVÉNYGENETIKA. Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP /1/A

Szívelektrofiziológiai alapjelenségek. Dr. Tóth András 2018

Membránszerkezet, Membránpotenciál, Akciós potenciál. Biofizika szeminárium

Az ioncsatorna fehérjék szerkezete, működése és szabályozása. A patch-clamp technika

Az idegi működés strukturális és sejtes alapjai

Szignalizáció - jelátvitel

Biológiai membránok és membrántranszport

Receptorok és szignalizációs mechanizmusok

Membránpotenciál, akciós potenciál

Epitheliális transzport

IONCSATORNÁK. I. Szelektivitás és kapuzás. III. Szabályozás enzimek és alegységek által. IV. Akciós potenciál és szinaptikus átvitel

CzB Élettan: a sejt

1. Mi jellemző a connexin fehérjékre?

Élettan-anatómia. 1. félév

Szénhidrátok monoszacharidok formájában szívódnak fel a vékonybélből.

Membránpotenciál. Nyugalmi membránpotenciál. Akciós potenciál

Membránszerkezet. Membránszerkezet, Membránpotenciál, Akciós potenciál. Folyékony mozaik modell. Membrán-modellek. Biofizika szeminárium

BIOFIZIKA. Membránok

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

Eukariota állati sejt

Novák Béla: Sejtbiológia Membrántranszport

TRANSZPORTEREK Szakács Gergely

Élettan. Élettan: alapvető működési folyamatok elemzése, alapvetően kísérletes tudomány

Transzporterek vizsgálata lipidmembránokban Sarkadi Balázs MTA-SE Molekuláris Biofizikai Kutatócsoport, MTA-TTK Budapest

Sejtek membránpotenciálja

1. Bevezetés. Mi az élet, evolúció, információ és energiaáramlás, a szerveződés szintjei

LIPID ANYAGCSERE (2011)

Termodinamikai egyensúlyi potenciál (Nernst, Donnan). Diffúziós potenciál, Goldman-Hodgkin-Katz egyenlet.

A jel-molekulák útja változó hosszúságú lehet. A jelátvitel. hírvivő molekula (messenger) elektromos formában kódolt információ

2. A jelutak komponensei. 1. Egy tipikus jelösvény sémája 2. Ligandok 3. Receptorok 4. Intracelluláris jelfehérjék

MULTICELLULÁRIS SZERVEZŐDÉS: SEJT-SEJT (SEJT-MÁTRIX) KÖLCSÖNHATÁSOK 1. Bevezetés (2.)Extracelluláris mátrix (ECM) (Kollagén, hialuron sav,

Biofizika 1 - Diffúzió, ozmózis 10/31/2018

4. Egy szarkomer sematikus rajza látható az alanti ábrán. Aktív kontrakció esetén mely távolságok csökkenése lesz észlelhető? (3)

Biokémiai és Molekuláris Biológiai Intézet. Sejtbiológiai alapok. Sarang Zsolt

Sejtmozgás és adhézió Molekuláris biológia kurzus 8. hét. Kun Lídia Genetikai, Sejt és Immunbiológiai Intézet

A sejtek közöti kommunikáció formái. BsC II. Sejtélettani alapok Dr. Fodor János

A somatomotoros rendszer

Tubularis működések. A veseműködés élettana, a kiválasztás funkciója, az emberi test víztereinek élettana (2) (Tanulási támpontok: 54-57)

AZ ÉLET KÉMIÁJA... ÉLŐ ANYAG SZERVEZETI ALAPEGYSÉGE

Biológiai membránok fizikája, diffúzió, ozmózis Dr. Nagy László

Biokémia. Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszer-tudományi Tanszék: Ch épület III.

ÖSSZ-TARTALOM. 1. Az alapok - 1. előadás 2. A jelutak komponensei 1. előadás 3. Főbb jelutak 2. előadás 4. Idegi kommunikáció 3.

Jelutak. 2. A jelutak komponensei Egy tipikus jelösvény sémája. 2. Ligandok 3. Receptorok 4. Intracelluláris jelfehérjék

Signáltranszdukciós útvonalak: Kívülről jövő információ aktiválja őket Sejtben keletkező metabolit aktiválja őket (mindkettő)

Fejlett betüremkedésekből Örökítőanyag. Kevéssé fejlett, sejthártya. Citoplazmában, gyűrű alakú DNS,

A kiválasztó szervrendszer élettana

Biofizika I. OZMÓZIS. Dr. Szabó-Meleg Edina PTE ÁOK Biofizikai Intézet

16. A sejtek kommunikációja: jelátviteli folyamatok (szignál-transzdukció)

Biológus Bsc. Sejtélettan II. Szekréció és felszívódás a gasztrointesztinális tractusban. Tóth István Balázs DE OEC Élettani Intézet

A Sejtmembrán Szerkezete Nyugalmi Membránpotenciál

ÖSSZ-TARTALOM 1. Az alapok - 1. előadás 2. A jelutak komponensei 1. előadás 3. Főbb jelutak 2. előadás

Jelutak ÖSSZ TARTALOM. Jelutak. 1. a sejtkommunikáció alapjai

A veseműködés élettana, a kiválasztás funkciója, az emberi test víztereinek élettana (2)

A légzési lánc és az oxidatív foszforiláció

Intracelluláris ion homeosztázis I.-II. Február 15, 2011

Kalcium anyagcsere. A kalcium szerepe a gerincesekben szerepe kettős:

Transzportfolyamatok a biológiai rendszerekben

(neutrális lipidek) glicerofoszfolipidek szfingolipidek galactolipidek

Átírás:

A homeosztázis Bernard (XIX. sz.): belsı környezet fogalma - az élı szervezet egy folyékony belsı közegben (=extracelluláris folyadék) létezik - stabilitását biztosítani kell Canon (1926): homeosztázis fogalma - a szervezet azon képessége, hogy belsı állapotának szükséges állandóságát megırizze - manapság inkább a dinamikus egyensúly fenntartása az életmőködésekben izoionia: ionösszetétel izotermia: hımérséklet izovolémia: (víz)térfogat izohidria: vízmennyiség izozmózis: ozmotikus nyomás

A szervezet vízterei kapilláris membrán extracelluláris foly. (20%) vérplazma (~5%) intersticiális folyadék (15%) sejtmembrán vese intracelluláris folyadék (40%) légutak bır tápcsatorna testtömeg%

A sejtek és az extracelluláris folyadék közötti egyensúly ozmotikus viszonyok alapvetı befolyásolása - extracelluláris folyadék: fıleg Na +, Cl -, HCO 3- ionok - intracelluláris folyadék: fıleg K + ion, szerves és szervetlen PO 4 3- vegyületek - az ioneloszlás szabja meg a sejtek térfogatát is (ld. ozmózis) a vérplazma és az intersticiális (szövet közötti) folyadék összetétele ~hasonló, de a vérplazmában sok a fehérje - transzportfolyamatok, sav-bázis pufferrendszer - immunreakciók, vérzéscsillapítás, véralvadás - a vérplazma kolloidozmotikus nyomásának meghatározása az élettani folyamatokat a szervezet ált. negatív visszacsatolással szabályozza

Az élettani mőködések általános szabályozása a belsı környezetet átlagos értékekkel jellemezhetjük plazmaelektrolitok Na + 142 138-151 K + 4 3,4-5,2 Cl - 106 101-111 HCO 3 - átlagos koncentráció (mmol/l) 25 95%-os tartomány (mmol/l) 21-28,5 az egyensúlyi tartománytól való eltérés aktiválja a szabályozó folyamatokat ( hibajel ) a szabályozó folyamatok beindítása az egyes élettani folyamatokra jellemzı beállítási (ún. set-point) értékeknél indul meg zárt láncú szabályozás, ált. negatív visszacsatoláson alapul

Az élettani mőködések általános szabályozása negatív visszacsatolás - TRH hipotalamusz negatív és pozitív visszacsatolás hipotalamusz GHRH szomato sztatin komplex szabályozó rendszerek + fájdalom + - TSH hipofízis + - hgh hipofízis + T 4 /T 3 IGF1 máj pajzsmirigy

A biológiai membránok protektív és szelektív barrier kompartmentalizáció: sejtfelszín, sejtorganellumok XIX. sz. Nageli "plazma membrán" (festékdiffúzió, ozmózis) konkrét bizonyíték: '30-as évek, EM 1972, Singer és Nicholson: folyékony mozaik membrán a sejtmembrán szerkezete 6-8 nm 10 6 lipid molekula/µm 2

amfipatikus molekulák I. foszfolipidek (foszfogliceridek) glicero-3-foszfát származékok 2 apoláros zsírsavlánc leggyakoribb membránalkotó ER-ban szintetizált A lipid kettısréteg II. szfingolipidek szerin + zsírsav = szfingozin származékok szfingozin + zsírsav = ceramid ceramid + foszfát + kolin = szfingomielin; leggyakoribb Golgiban szintetizált glikolipidek: zsírsav + cukor - csak külsı membrán-felszínen - pl. vércsoport-oldalláncok

III. szteránvázas vegyületek koleszterin membrán-fluiditás szabályozása: hımérséklet lipidek, ill. hidrofób láncok összetétele (rövid vagy telítetlen lánc fluidabb szerkezet) A lipid kettısréteg lipid-tutaj (raft): fıleg szfingomielin, glikoszfingolipid funkcionális membránegység?

I. integráns membránfehérjék Membránfehérjék ált. glikoproteinek; glikozilált rész extracellulárisan hidrofób transzmembrán szerkezet mőködésük lehet: transzport-funkció ioncsatorna transzporter ionpumpa enzim receptor rögzítı, horgonyzó funkció, adhéziós molekulák II. asszociált v. perifériás membránfehérjék csak az egyik oldalon asszociálódnak a membránnal mőködésük lehet: enzimek szignál-molekulák

A sejtmembrán és a sejtváz

Transzportfolyamatok I. A membrán mint barrier: a permeabilitási állandó (P) függ anyag mérete anyag töltése, polaritása olaj/víz megoszlási hányados Anyag szerinti osztályozás: hidrofób (apoláros) anyagok - diffúzió lipid membránon át gázok (O 2, CO 2, CO, NO, stb) szteroidok hidrofil (poláros) anyagok - ionok: ioncsatornán / pumpán / transzporteren keresztül - töltés nélküli: kis mólsúlyú - diffúzió EtOH, glicerin, urea nagyobb mólsúly - szállító molekula (transzporter) glükóz, egyéb cukrok, aminosavak ioncsatorna transzporter diffúzió

Speciális: Transzportfolyamatok II. endocitózis: anyag felvétel (pinocitózis, fagocitózis) receptor-mediált endocitózis ("klatrin-fedett gödrök") állandó folyamat (membrán recirkuláció) exocitózis: anyag leadás; vezikula-fúzió a sejtmembránnal jel-indukálta (mirigysejtek, idegsejtek; Ca ++ ) állandó folyamat (membrán recirkuláció)

Energia-igény szerinti osztályozás: passzív transzport: gradiens mentén - energiát nem igényel diffúzió facilitált diffúzió csatorna Transzportfolyamatok III. aktív transzport: gradienssel szemben - közvetlen vagy közvetett energiafelhasználás elsıdleges: ATP hidrolízise a transzporthoz közvetlenül kapcsolódik; ionpumpa pl. Na-K ionpumpa (Na + -K + ATPáz) másodlagos: a primer pumpa által létrehozott iongradiens tartja fent pl. Na + - glükóz kotranszporter

A passzív transzport: diffúzió és ozmózis Diffúzió: molekulák random hımozgása nem telítési kinetika Ozmózis: a víz diffúziója lipid réteg telítetlen zsírsavláncai között vagy "vízcsatornákon" át 1748, Nollet: koncentráció-kiegyenlítıdés húgyhólyag két felszíne között (szemipermeábilis); ozmózisnyomás izozmotikus, hipozmotikus, hiperozmotikus: két, szemipermeábilis membránnal elválasztott oldat egymáshoz viszonyított ozmotikus nyomása (kiszámolt érték) izotónusos, hipotónusos, hipertónusos: élı sejtre gyakorolt, megfigyelt hatás alapján

Átjutás szállító molekulával általános jellemzık telítıdés szelektivitás kompetíció V max : maximális transzportsebesség K m : szubsztrát iránti affinitás

Szállító molekulával történı transzport-típusok osztályozása Energia-igény szerint: facilitált diffúzió aktív transzport Szállított anyagok szerint: uniporter pl. glükóz transzporter (GLUT 1) szimporter vagy kotranszporter pl. Na + -glükóz, Na + -Cl - antiporter vagy kicserélı transzporter pl. Cl - -HCO 3-, Na + -Cl -, Na + -Ca ++ Szállító molekula típusa szerint: transzmembrán csatorna facilitatív transzporter: reverzibilis konformáció változás

Transzmembrán ioncsatornák: nyitott állapotban anyagáramlás az elektrokémiai (kémiai, elektromos) gradiens irányába töltés, méret, polaritás alapján szelektív nyitásuk/zárásuk szabályozása: mechanoszenzitív feszültség függı (ált. 4 x 6TM) ligand vezérelt (ált. pentamer, 4TM) feszültség-függı Na+ csatorna nikotinikus ACh receptor Ligand-vezérelt membránreceptorok: közvetlen anyagtranszport nélküli információtovábbítás: hírvivı molekulák ionotrop receptor: jelmolekula bekötése ioncsatornát nyit/zár metabotrop receptor: jelmolekula bekötése citoplazmás folyamatokat indít be/állít le (ld. késıbb)

Szállító molekulával történı transzport-típusok osztályozása pumpa transzporter csatorna specificitás teljes közepes csak 10-20x sebesség (ion/s) 100 <1000 10 6 transzport irány a konc. gradiens ellen szerint más iont a gradiense ellenében is mozgathat (antiport) szerint energiaigény van nincs nincs iontranszport/kon- ~1 ~1 sok formációs változás

A sejtek közötti kapcsolatok a hámszövetben zonula occludens (öv-kapcsolat, szoros kapcsolat, tight junction) (a) zonula adherens (övszerő kapcsolat) (b) dezmoszóma (folt-kapcsolat) (c) hemidezmoszóma (d) réskapcsolat (gap junction) (e)

Zonula adherens Dezmoszóma Hemidezmoszóma

A szoros kapcsolat A réskapcsolat

A sejtek közötti adhéziós kapcsolatok sokféle, membránba ágyazott adhéziós molekula a sejtek egymáshoz rögzítése mellett a molekulák összekapcsolódása intracelluláris jelátviteli útvonalakat is beindíthat (ld. késıbb, sejtek közötti kommunikáció)

A sejtek és az extracelluláris mátrix (ECM) közötti adhéziós kapcsolatok

A sejtek közötti anyag- és információforgalom soksejtőekben összehangolt információcsere I. A sejtek közötti direkt kommunikáció közvetlen kapcsolat: rés-kapcsolat vagy gap junction ingerlékeny sejteknél elektromos szinapszis kis molekulák közvetlen anyagforgalma connexinek <2 nm

II. A sejtek közötti indirekt kommunikáció (1.) kémiai anyag közvetítése a jeladó - jel - csatorna - jelfogó rendszerben I. jeladó specializált: ideg- és mirigysejtek más sejttípusoknál is gyakori (pl. autokrin) II. jel 1. apoláros, plazmamembránon átjutó szteránvázas vegyületek, retinoidok 2. elsıdleges hírvivık, membránreceptorhoz kötıdı biogén aminok: katekolaminok (NA, Adr, DA); indolaminok (5-HT); imidazolok (HT); észterek (ACh), stb aminosavak (glu, asp, tiroxin, GABA, glicin) kis peptidek, fehérjék nukleotidok és származékaik (ATP, adenozin) 3. gáznemő, szabadon diffundáló CO, NO 4. sejtfelszíni molekulák (adhéziós fehérjék, glikolipidek, glikoproteinek)

III. csatorna A sejtek közötti indirekt kommunikáció (2.) szöveti hormon hormon szövet közötti tér véráram neurotranszmisszió neurotranszmitter szinaptikus rés

A sejtek közötti indirekt kommunikáció (3.) IV. jelfogó intracelluláris receptor lipid oldékony vegyületek (szteroidok, retinsav) citoplazmatikus kötı fehérjék, DNS-kötı domén "reszponzív elemeken" keresztül közvetlen génexpresszió-reguláló hatás membrán receptor 1. ionotrop ioncsatornát szabályozó receptor (ligand-vezérelt) gyors neurotranszmisszió; ideg- és izomsejteken 2. metabotrop lassabb, metabolikus folyamatok jelátvitel módja lehet: tirozin (szerin, treonin) kinázok (pl. növekedési faktorok) G-fehérjéhez kapcsolt (7 TM) Ig szupercsalád, adhéziós molekulák

metabotrop hatás: Másodlagos hírvivı rendszerek (pl.) jel receptor G-fehérje (G s, G i ) adenilát-cikláz aktiválása camp termelés sejtmőködés megváltozása

Másodlagos hírvivı rendszerek (pl.) jel receptor G-fehérje foszfolipáz C (PLC) aktiválása DAG, IP 3 termelés (diacil-glicerol; inozitol-trifoszfát) sejtmőködés megváltozása

ionotrop hatás: Másodlagos hírvivı rendszerek (pl.) elektromos vagy kémiai jel ioncsatorna nyitása Ca ++ beáramlás a sejtbe guanilát-cikláz, más fehérjék aktiválása sejtmőködés megváltozása

A sejtmembrán lipidkomponensei, mint másodlagos hírvivık (pl.)

Az intracelluláris Ca 2+ szint szabályozása

Ábrák

A sejtmembrán szerkezete

A sejtmembrán alkotórészei: foszfolipidek foszfatidil-etanolamin foszfatidil-szerin foszfatidil-kolin inozitol foszfatidok (PI, PIP, PIP 2 )

A sejtmembrán alkotórészei: szfingolipidek szerin szfingomielin

glikoszfingolipid A sejtmembrán alkotórészei: glikolipidek a vércsoport-antigének

A membránfehérjék Integráns membránfehérjék Perifériás/asszociált membránfehérjék

Az endo- és exocitózis

A passzív transzport típusai diffúzió diffúzió szállító molekulával membráncsatornán keresztül

A Na + -K + pumpa (Na + -K + ATPáz)

A Na + -glükóz kotranszport: másodlagos aktív transzport

A transzportfolyamatok típusai passzív diffúzió elektrokémiai gradiens szerint (csatorna) passzív transzport szállító molekulán (transzporteren) át elsıdleges aktív transzport az elektrokémiai gradienssel szemben (pumpa) másodlagos aktív transzport az elektrokémiai gradienssel szemben - a másik ion elektrokémia hajtóereje hatjta (transzporter) aktív transzport

Vörös vértestek hipo-, izo- és hipertóniás oldatban a víz ozmotikus vándorlása

Transzporter-mediált anyagszállítás: példák

A hámszövetben kialakuló adhéziós kapcsolatok (e) réskapcsolat (a) zonula occludens (b) zonula adherens (d) hemidezmoszóma (c) dezmoszóma

Az ioncsatornák heterogenitása; fıbb családok

A rés-kapcsolat: connexin szerkezet