Metabolizm wymaga:
a)odżywiania- aby w organizmie mógł zajść metabolizm organizm potrzebuje dostarczenia składników
odżywczych (budulcowych i energetycznych) dzięki którym będzie w stanie prawidłowo funkcjonować.
Odżywianie jest dostarczaniem pokarmu do jamy ustnej, następnie trafia on do gardła, przełyku, żołądka,
jelita cienkiego gdzie jest trawiony i wchłaniany, a następnie do jelita grubego, w którym formują się
masy kałowe, które są wydalone na zewnątrz przez odbyt.
b)oddychania, podstawą oddychania jest dyfuzja gazów (wymiana O2 i CO2). Gaz przechodzi z miejsc o
wysokim stężeniu do miejsc w których to stężenie jest niższe. Oddychanie składa się z dwóch aktów:
-I-oddychanie płucne zewnętrzne
-II-oddychanie tkankowe wewnętrzne
W procesie tym następują 4 fazy następujące po sobie:
◦I- wentylacja, uczestniczą drogi oddechowe i pęcherzyki płucne
◦II- dyfuzja zewnętrzna, wymiana gazów między pęcherzykami płucnym a krwią
◦III- transport gazów przez krew
◦IV- dyfuzja wewnętrzna- wymiana gazów między krwią a tkankami
c)krążenia, ma za zadanie dzięki pracy serca i układu naczyń tętniczo- włosowatych co daje krew utlenowania
i żylnych co daje odtlenowaną. Mają one za zadanie dostarczenie produktów energetycznych, budulcowych,
tlenu i innych substancji do komórek i tkanek oraz usunięcie ubocznych produktów przemiany materii.
d)wydalania, celem tego procesu jest usunięcie z organizmu szkodliwych produktów przemiany materii, w
procesie wydalania biorą udział:
◦nerki
◦moczowody
◦pęcherz moczowy
◦cewka moczowa
Nerki regulują gospodarkę wodno- elektrolitową. Mocz powstały w nerkach po przejściu filtracji przechodzi
przez moczowód do pęcherza moczowego i jest wydalany przez cewkę. Substancjami wydalonymi jest
mocznik, kwas moczowy, amoniak.
e)rozrodu, jego celem jest utrzymanie i przetrwanie gatunku. Człowiek jest gatunkiem rozdzielno płciowym,
który posiada narządy rozrodcze, u mężczyzn to jądra, nasieniowody, gruczoł krokowy i pęcherzyki nasienne.
Jądra wytwarzają plemniki, które są substancja rozrodczą. U kobiet są to jajniki, jajowody, macica i pochwa.
Jajniki są odpowiedzialne a wytworzenie komórek jajowych. W jajowodach dochodzi do zapłodnienia
komórki, następuje w macicy zagnieżdżenie i powstaje zygota.
Konieczność zapewnienia stałego metabolizmu, stałego środowiska wewnętrznego organizmu doprowadziła w procesie ewolucji do wykształcenia się układu ruchowego (somatycznego), który zapewnił lepsze pobieranie materiałów budulcowych i energetycznych ze środowiska zewnętrznego, oraz umożliwił jego zmianę. Układ ruchowy obejmuje przede wszystkim układ mięśni szkieletowych, którego komórki kurczą się powodując ruchy ciała, oraz układ szkieletowy, który stanowi rusztowanie dla mięśni szkieletowych. Oprócz tych dwóch układów udział biorą narządy odbierające bodźce, czyli receptory oraz układ nerwowy somatyczny przekazujący pobudzenie od narządów odbierających do układu mięśniowego.
Utrzymanie stałego środowiska wewnętrznego- homeostaza- wymaga stałej precyzyjnej kontroli czynności układów związanych z odżywianiem, krążeniem, wydalaniem. Taka kontrola środowiska wewnętrznego przypada układowi nerwowemu.
FUNKCJE I CZYNNOŚCI KOMÓRKI
Wszystkie tkanki, narządy i układy w organizmie człowieka składają się z podstawowych jednostek czynnościowych, jakimi są komórki, które bez względu na stopień zróżnicowania cechuje metabolizm i biosynteza.
I Błona komórkowa ma płynną mozaikowatą strukturę, która składa się z 2 warstw cząsteczek fosfolipidów ustawionych długą osią prostopadle do powierzchni błony. W błonie komórkowej jak gdyby pływają białka globularne zajmujące warstwę zewnętrzną lub wewnętrzną fosfolipidową i jak również całą grubość błony.
Białka możemy podzielić na 5 grup z zależności od spełniających przez nie funkcje:
a)białka integralne
b)b.nośnikowe]
c)b.tworzące kanały jonowe
d)b.receptorowe
e)b.enzymatyczne
Mechanizmy, dzięki którym różne substancje przenikają przez błonę są dość złożone. Skład chemiczny komórki o otaczającego ją środowiska zewnętrznego są tak różne, a przenikanie w obu kierunkach jest tak intensywne, że od błony komórkowej wymaga to wielkiej „doskonałości zawodowej”, gdyż musi spełniać rolę strażnika granicznego i celnika wobec ciała komórki. Substancje przenikają przez błonę dzięki różnym mechanizmom, które możemy podzielić na dwie grupy:
1.transport cząsteczek przez błonę
2.pochłanianie stałych i płynnych cząsteczek
,„Kiedy przekraczamy granice państwa strażnik graniczny wręcza nam kartę, która zaznajamia nas z przepisami dotyczącymi przewozu towarów przez granicę i zawiera listę przedmiotów, których przewóz jest ograniczony lub całkowicie zabroniony”.
W swoich czynnościach celnik komórkowy- błona kieruje się podobnymi przepisami celnymi noszącymi w języku naukowym nazwę przepuszczalności wybiórczej.
a)białka nośnikowe. Transport przez błonę komórkowa zależy od masy cząsteczkowej, właściwości,
średnicy i ładunku elektrycznego cząsteczek związków chemicznych.
•cząsteczki rozpuszczane w tłuszczach, w tym samym lub większym stopniu niż w wodzie przenikają przez
warstwy fosfolipidową błony komórkowej. W obu kierunkach na zasadzie dyfuzji, bez względu na ich
średnice np.O2, CO2, kwasy tłuszczowe, rozpuszczalniki organiczne np.alkohole. Dyfundują one zgodnie z
gradientem stężeń tzn. ze stężenia większego do mniejszego.
•związki nierozpuszczalne w tłuszczach są aktywnie transportowane przez białka nośnikowe tworząc z nimi
nietrwałe kompleksy tzn. po dotarciu przez błonę komórkowa kompleks rozpada się uwalniając cząst. do
cytoplazmy. Ten typ transportu odbywa się zgodnie z gradientem stężenia- dyfuzja ułatwiona, a
dyfundowanie przeciw gradientowi stężeń nazywa się transportem aktywnym.
b)białka tworzące kanały nośnikowe. W błonie komórkowej są swoiste kanały jonowe dla odkomórkowych i
odkomórkowych prądów poszczególnych jonów. Białka tworzą kanały biernie lub aktywnie transportując
aniony i kationy zgodnie z gradientem stężenia lub przeciw niemu i zgodnie z ładunkiem elektrycznym.
c)białka receptorowe przyczepiają się do wewn. powierzchni błony komórkowej, a następnie przenoszone są
na powierzchnie zewnętrzną. Po wiązaniu się aktywnych cząsteczek (mediatory, hormony) występują w
płynie zewnątrzkomórkowym z receptorami na zewnątrz powierzchni błony, białka receptorowe
oddziałują na inne białka błony komórkowej np. białka nośnikowe przyspieszają lub zwalniają aktywny
transport przez błonę. Kanały prądów jonowych otwierają się lub zamykają i następuje aktywacja lub
dezaktywacja białek enzymatycznych. Białka receptorowe nie tylko oddziałują na inne białka, ale również
same transportują cząsteczki chemiczne z płynu zewnątrzkomórkowego do cytoplazmy np. insulinę i
białka komórek beta wysp trzustki.
Odbiór informacji przez komórkę. Inf. odbierana przez receptory błony wywołuje efekty:
•krótkotrwałe- np. ruch jonów przez błonę komórkowa
•długotrwałe przez aktywacje lub dezaktywację enzymów w bł.kom. i zwiększony lub zmniejszony
metabolizm komórkowy
•średniotrwałe- jednocześnie krótko i długotrwałe odbieranie i przetwarzanie informacji przez bł.kom.
odbywa się w trzech etapach:
I różnicowanie sygnałów- informacje odbieraną stanowią sygnały- cząst. związków chemicznych
działają niezależnie od siebie na błonę komórkową .
II przenoszenie sygnałów- oddziaływanie białek receptorowych związanych ze swoistymi cząst. na
białka kanałów jonowych i białka enzymatyczne
III wzmacnianie sygnałów- sygnały odbierane przez komórkę po wejściu są zbyt słabe, aby mogły
istotnie wpływać na metabolizm wewnątrzkomórkowy, dlatego muszą być wzmocnione albo przez
cyklazę adenylową lun cyklazę guanylową czyli przez cykliczny ATP i GMP.
II Jądro komórkowe. W okresach między podziałami komórek-, interfaza- jądro komórkowe stanowią chromosomy zwinięte i ściśle przylegające do siebie, są to 23 pary chromosomów: 22 pary somatycznych i 1 para płciowych.
Chromosomy somatyczne dzielimy na:
-I grupa chromosomów od 1-3
-IIgr.ch.od 4-5
-IIgr.ch.od 6-12
-IIIgr.ch.od 13-15
-IVgr.ch.od 16-18
-Vgr.ch.od 19-20
-VIgr.ch.od 21-22
W czasie podziału komórki macierzystej na 2 komórki potomne następuje duplikacja chromosomów dzięki wytworzeniu się podwójnych nici chromatydowych. Do każdej komórki potomnej przesuwają się 23 pary chromosomów. W czasie metafazy, w czasie podziału komórkowego chromosomy są najlepiej widoczne i można je liczyć i identyfikować. Każdy z chromosomów ma dwie nici chromatydowe połączone ze sobą za pomocą centromeru. W zależności od długości tych nici, miejsca ich połączenia za pomocą centromeru oraz występowania prążków chromosomy daje się identyfikować i dzielić na 7 wymienionych wyżej grup.
Nici chromatydowe w jądrze zbudowane są z łańcuchów kwasów DNA tworzących podwójny heliks DNA. W każdym łańcuchu występują na zmianę ogniwa w postaci reszty fosforanowej i dezoksyrybozy. Z cząsteczkami dezoksyrybozy obu łańcuchów łączy się jedną z dwóch zasad purynowych- adenina lub guanina, albo jedna z zasad pirymidynowych- tymina lub cytozyna. W podwójnym heliksie DNA zasady purynowe lub pirymidynowe występują naprzeciwko siebie, łącząc się za pomocą wiązań wodorowych.
W jądrze widoczne są struktury zwane jąderkami, są to skupienia kwasów RNA zsyntetyzowanych w jądrze i chwilowo tam zmagazynowanych aż do ich przesunięcia do cytoplazmy.
III Siateczka śródplazmatyczna ziarnista. Na zewn. powierzchni ma ziarnistości- rybosomy, w których zachodzi proces translacji, czyli synteza łańcuchów polipeptydowych. Rybosomy przesuwają się po cząsteczkach matrycowego RNA jak gdyby odczytując trójki zasad- triplety, z których każda odpowiada jednemu określonemu aminokwasowi. Translacja rozpoczyna się w rybosmoie od kontaktu matrycowego RNA z transportującym RNA przenoszącym aminokwasy- metioninę. Kolejne cząsteczki tRNA dostarczają aminokwasy, które łączą się wiązaniami peptydowymi w odpowiedniej kolejności, zgodnie z kodem genetycznym i w ten sposób wydłużają się łańcuchy polipeptydowe, syntetyzowane w rybosomach polipeptydy podlegają dalszej obróbce, w wyniku, której powstają:
a)białko strukturalne- wchodzi w skład organelli komórkowych
b)białko enzymatyczne z którym jest związany metabolizm wewnątrzkomórkowy
c)białka wydzielane na zewnątrz stanowią podstawowy składnik płynów ustrojowych i soków trawiennych.
IV Siateczka śródplazmatyczna gładka. W jej obrębie zachodzi biosynteza i magazynowanie niektórych związków: przede wszystkim tłuszczów oraz polimeryzacja glukozy i tworzenie się ziarnistości glikogenu (polimeryzacja- kondensacja glukozy). W komórkach kory nadnerczy, jajników i jąder odbywa się w obrębie błon gładkich biosynteza hormonów steroidowych (kortyzon, estrogeny), w komórkach wątroby- odkładanie ziaren glikogenu, a w mięśniach poprzecznie prążkowanych gromadzą się jony Ca.
V Lizosomy. Zawierają enzymu hydrolityczne trawiące białka, kwasy nukleinowe i węglowodany. W obrębie lizosomów zachodzi trawienie zarówno fragmentów własnej komórki jak i fragmenty obcych komórek, cząsteczek, które zostały wchłonięte do wnętrza w wyniku fagocytozy lub pinocytozy. Niedostateczną prężność cząsteczek O2 w komórce, czyli niedotlenienie powoduje przechodzenie enzymów przez błonę lizosomatyczną do cytoplazmy i samostrawienie komórki.
Endocytoza obejmuje dwa procesy:
1)fagocytozę- zachodzi wtedy, kiedy większe fragmenty obcych komórek lub mikroorganizmy zostają otoczone błona komórkowa i są wciągane do wnętrza komórki, gdzie tworzą wakuole, do których otwierają się lizosomy zawierające enzymy. Dzięki nim sfagocytowane fragmenty ulęgają strawieniu w obrębie wakuoli i uwalniają się do cytoplazmy, w której mogą powstawać w postaci ciał resztkowych.
2)pinocytozy jest podobna do fagocytozy, z ta różnicą, że dotyczy cząsteczek związków chemicznych, które przyczepiają się do zewnętrznej powierzchni błony komórkowej, w tym miejscu błona komórkowa ulega zagłębieniu aż do wytworzenia się wakuoli. Następnie cząsteczki te są trawione przez enzymy zawarte, w lizosomach- procesy końcowe do cytoplazmy. Dzięki pinocytozie do wnętrza komórki dostają się duże cząsteczki, np. białka, które nie przenikają przez błonę komórkową.
Egzocytoza- związki chemiczne wytwarzane przez komórki gruczołowe wydzielania zewnętrznego i wewnętrznego przez komórki nerwowe i inne komórki w organizmie są częściowo magazynowane w pęcherzykach otoczonych błoną. W komórkach nerwowych pęcherzyki te nazywane są synaptycznymi i zawierają mediatory i modulatory, a w komórkach gruczołowych pęcherzyki- ziarna wydzielnicze zawierają składniki wydzielane do krwi (hormony i białka osocza) lub na wewn.(enzymy trawienne). W czasie pobudzania dochodzi do zetknięcia się pęcherzyków z powierzchnia wewn.błony komórkowej i w tym miejscu następuje jednocześnie pękniecie błony i pęcherzyków. Treść wypełniająca pęcherzyki zostaje usunięta na zewnątrz. Puste pęcherzyki zamykają się i są wciągane do wnętrza komórki gdzie mogą się ponownie napełnić.
VI Mitochondria, zawierają podwójna błonę (zewn. i wewn.)- wewnętrzna silnie pofałdowana tworzy grzebień. Błony otaczające przestrzeń zamkniętą wypełnione macierzą. W obrębie błon znajdują się wszystkie enzymy cyklu kwasu cytrynowego, i enzymy łańcucha oddechowego. W macierzy występują pewne ilości kwasu DNA oraz jony Ca i Mg. Mitochondria są głównymi producentami energii w komórce. W obrębie mitochondrium są syntetyzowane ATP, które są uniwersalnymi przenośnikami energii w komórce
METABOLIZM WEWNĄTRZKOMÓRKOWY
Komórki pobierają z otoczenia, czyli z płynu międzykomórkowego składniki odżywcze, którymi są glukoza, aminokwasy, kwasy tłuszczowe. Pobieranie składników odżywczych z otoczenia odbywa się dzięki aktywnemu transportowi cząsteczek przez błonę komórkową przeciw gradientowi stężeń w wyniku pinocytozy i fagocytozy w niektórych rodzajach komórek.
Wyzwolenie energii ze składników odżywczych odbywa się w procesie odtłoczenia atomów wodoru od produktów rozpadu składników odżywczych i przenoszenia tych atomów na atomy tlenu. Na skutek dyfuzji przez błonę komórkową atomy tlenu są stale dostarczane z zewnątrz (z płynu zewnątrzkomórkowego) do wnętrza komórki. Prężność tlenu w każdej komórce jest wypadkowa szybkości, z jaka są one dostarczane oraz szybkości, z jaka są zużywane w wewnątrz komórki. Przy jednakowej szybkości dostawy mała prężność tlenu występuje w komórkach wytwarzających dużo energii, a więc intensywnie pracujących.
Wytwarzanie energii w komórce jest istotą oddychania wewnętrznego, czyli wewnątrzkomórkowego i przebiega w dwóch etapach:
1)beztlenowa- energia jest pozyskiwana w procesie glikolizy z głównego składnika odżywczego, jakim jest glukoza (rozpad). Przekształceniu glukozy w pirogronia towarzyszy powstanie z cząsteczek, ATP co nie wymaga obecności tlenu.
2)tlenowa, tlen jest niezbędny do dalszego pozyskiwania energii z pirogronianiu przez jego rozpad, do CO2 i H2O. W razie nieobecności tlenu zachodzi tylko glikoliza beztlenowa kończąca się przekształceniem pirogronianu w mleczan.
Proces glikolizy i powstanie pirogronianu odbywa się w cytoplazmie, w mitochondriach natomiast następuje włączenie do cyklu kwasu cytrynowego zarówno pirogronianu, który jest wcześniejszym ogniwem glikolizy, jak i innych reszt kwasów trikarboksylowych wytworzonych w procesie hydrolizy aminokwasów i kwasów tłuszczowych.
Enzymy cyklu kwasu cytrynowego występują w macierzy mitochondrialnej, a enzymy łańcucha oddechowego znajdują się w wewnątrz błony mitochondrialnej. W czasie przemian tego cyklu uwalniają się atomy H i cząsteczki, CO2. A tomy H są transportowane przez białka łańcucha oddechowego aż do momentu połączenia się z O2 i powstania cząsteczki H2O. Energia wyzwolona w czasie rozpadu glukozy do pirogronianu jest zużyta do syntezy ATP. Przeciętnie w fazie beztlenowej zostaje zsyntetyzowane ok. 5% ogólnej ilości ATP komórkowego, a powstałe 95% ATP (36 cząsteczek) jest zsyntetyzowane w mitochondriach w fazie tlenowej.
ATP jest bogaty w energie, która jest wykorzystywana w procesach zewnątrzkomórkowych:
1)transport aktywny jonów i substancji mało cząsteczkowych przez błonę komórkowa wbrew gradientowi stężeń
oraz na transport zewnątrzkomórkowy.
2)do syntezy składników komórkowych tj. DNA, RNA, białka, lipidy oraz resyntezy (rozpad) glukozy i
glikogenu.
3)na pracę mechaniczna komórki polegającą na ruchu cytoplazmy lub skurczu włókienek mięśniowych w
komórkach mięśni.
Samoregulacja metabolizmu komórkowego.
Procesy biosyntezy komórkowej podlegają kontroli humoralnej lub nerwowej. Ze strony innych komórek znajdujących się często w odległych narządach. Na równi z kontrolą zewnętrzną humoralną lub nerwową procesy biosyntezy podlegają samoregulacji w obrębie pojedynczej komórki. Nadmiar jakiegoś produktu wytworzonego w komórce hamuje jego dalszą syntezę zarówno na etapach końcowych jak i pośrednich i początkowych. Dzieje się to dzięki hamowaniu syntezy enzymów biorących udział w tych przemianach. W twn sposób komórka zabezpiecza się przed nagromadzeniem się w niej pewnych związków w ilościach przekraczających granice fizjologiczne. Przekazywanie tej granicy przy niedostatecznie sprawnej samoregulacji może doprowadzić do obumierania komórki.
KOMÓRKA NERWOWA- BUDOWA I POTENCJAŁ SPOCZYNKOWY
1.Budowa neuronu.
W organizmie człowieka znajduje się ok. 30 bilionów neuronów, znaczna większość z nich skupia się w OUN. Stosunkowo niewielka ich liczba występuje poza OUN w zwojach nerwowych- są to woje nerwów czaszkowych i rdzeniowych oraz zwoje należące do układu autonomicznego.
Zasadniczą funkcja neuronu jest przekazywanie informacji zakodowanych w postaci impulsów nerwowych. Neurony różnią się między sobą pod względem morfologicznym i czynnościowym.
Składają się one z ciała komórkowego i dwóch rodzajów wypustek:
- jednej długiej, osiowej- neuryt lub akson
- z licznych krótszych- dendryty
Ciała neuronów maja różne kształty i wielkość od 4-150 um. Są one zasadniczym miejscem metabolizmu i syntezy składników komórkowych. W organizmie człowieka występują zarówno neurony o krótkich aksonach, rozgałęziających się w pobliżu ciała komórkowego, jak i o długich aksonach, nawet do 1,2 metra.
Aksony rozpoczynają się na powierzchni ciała neuronu od wzniesienia zwanego wzgórkiem aksonu przechodzącego następnie w początek aksonu. Na swoim przebiegu niektóre długie akson tworzą odgałęzienia w postaci bocznych gałęzi- kolateralie. Z zewnątrz aksony otaczają lemocyty, które pośredniczą w wymianie substancji odżywczych, metabolitów pomiędzy aksonem a płynem międzykomórkowym oraz stanowią osłonę mechaniczną. Większość długich aksonów biegnących przez istotę białą w OUN oraz w nerwach rdzeniowych otoczona jest dodatkową osłonka mielinową (rdzenną). Długie aksony z osłonką mielinową nazywamy rdzennymi, a bez osłonki bezrdzennymi. Osłonka utworzona jest przez lemocyty, które owijając się kilkakrotnie wokół aksonu, tworząc tę osłonkę ze swojej błony komórkowej włożonej w kilka warstw. Spełnia ona jednocześnie funkcje ochrony mechanicznej i izolatora elektrycznego aksonu w odstępach ok. 1 mm w obrębie cieśni węzła (przewężeń Ranviera) włókna rdzenne nie maja osłony.
Jedną z największych komórek nerwowych w organizmie człowieka o długich aksonach występuje w jądrach ruchowych pnia mózgu i rdzenia kręgowego. Aksony tych komórek biegną w nerwach czaszkowych lub rdzeniowych do mięśni szkieletowych, gdzie znajdują się ich zakończenia.
Neurony małe pośredniczące, zaopatrzone są w krótkie aksony rozgałęziające się w pobliżu ciała komórkowego. Przewodzą one impulsy nerwowe na małe odległości, pośrednicząc pomiędzy neuronami o długich aksonach. W warunkach prawidłowych aksony przewodzą impulsy nerwowe tylko w jednym kierunku od ciała neuronu do zakończeń aksonu. W obrębie tych zakończeń następuje przekazywanie impulsu na inne komórki.
Dendryty zazwyczaj są liczne, rozgałęzione i krótsze od aksonów, przewodzą podniety do ciała komórkowego.
2.Potencjał spoczynkowy.
Pomiędzy wnętrzem komórkowym tkanek pobudliwych, a płynem wewnątrzkomórkowym występuje stale w spoczynku różnica potencjału elektrycznego, czyli potencjał spoczynkowy. Jest on spowodowany właściwościami błony komórkowej, przez którą jony o dodatnim ładunku przenikają z trudnością. Wnętrze jonu ma ładunek ujemny w stosunku do otoczenia i wynosi potencjał spoczynkowy od -60 do -80 MV, średnio -70. Do wnętrza komórki o ujemnym ładunku wnikają dodatnio naładowane kationy, przede wszystkim sodowe i potasowe. Szybkość ich przenikania nie jest jednakowa. Kationy Na przenikają ok. 100 razy wolniej niż potas, z powodu ich większej średnicy. Stężenie poszczególnych jonów w płynie wewnątrzkomórkowym nie zmienia się jeśli metabolizm nie ulega zmianie i jeśli na błonie komórkowej nie działają bodźce z zewnątrz. W tych warunkach wytwarza się równowaga pomiędzy stężeniem poszczególnych jonów na zewnątrz i wewnątrz komórki. Równowaga ta jest wypadkową gradientów stężenia i gradientów ładunków elektrycznych poszczególnych jonów w płynie zewnątrz i wewnątrzkomórkowym.
Występowanie w błonie prądów jonowych skierowanych do wnętrza i na zewnątrz komórki nie uzasadnia przyjęcia hipotezy o istnieniu w błonie oddzielnych kanałów dla poszczególnych jonów. W zależności od stanu czynnościowego kanały dla prądów poszczególnych jonów otwierają się lub zamykają. W procesie tym biorą udział białka tworzące kanały jonowe i stanowiące integralną część błony komórkowej.
Pompa sodowo- potasowa, utrzymanie we wnętrzu komórki dużego stężenia K+ i małego Na+ wymaga aktywnego transportu obu tych kationów przez błonę komórkową przeciwko gradientowi stężeń. Kationy Na napływające do wnętrza komórki przez kanały zostają po stronie wewn.bł.kom związane z enzymem. Znajduje się on w samej błonie komórkowej i transportuje Na+ na zewnątrz błony. Jednocześnie ten sam enzym zabiera ze sobą K+ z zewn.powierzchni błony i transportuje je przez kanały potasowe do wnętrza.
Napęd pompy wiąże się z metabolizmem zewnątrzkomórkowym, ok. 30 % całego metabolizmu komórki tkanek pobudliwych jest używany na jej napęd. Optymalna praca pompy i związana z tym optymalna pobudliwość wymagają:
-stałego dopływu do komórki tlenu i substancji energetycznych(glukoza)
-stałej resyntezy ATO z ADP i fosforanu w procesie oddychania komórkowego
-stałego odprowadzania z komórek ostatecznego produktu rozpadu subst.energetycznych CO2
-odpowiedniego stosunku kationów Na+ do K+ w płynie zewnątrzkomórkowym
-odpowiednia temperatura dla procesów enzymatycznych w wewnątrz komórki 37 stopni C.
Wystarczy zmiana jednego z wyżej wymienionych warunków, aby wystąpiło zwolnienie lub zatrzymanie pompy- wyrównanie stężeń Na+ i K+ po obu stronach błony komórkowej- zanik różnicy potencjałów elektrycznych między wnętrzem komórki a otoczeniem. Proces ten przebiega wolniej (kilkadziesiąt minut), w dużych komórkach mięśni szkieletowych i szybko(do kilku minut) w komórkach nerwowych i ich wypustkach. W skutek zatrzymania pompy komórki tracą swoje właściwości i przestają reagować na bodźce i stają się nadpobudliwe.
FUNKCJA KOMÓRKI NERWOWEJ- POTENCJAŁ CZYNNOŚCIOWY
Potencjał czynnościowy- bodźce działające na błonę komórkową neuronów zmieniają jej właściwości, co z kolei wywołuje potencjał czynnościowy.
Do wnętrza neuronu przez otwierające się kanały dla prądów jonów Na napływają jony Na+ co powoduje wyrównanie ładunków elektrycznych pomiędzy wnętrzem a otoczeniem, zjawisko to określa się jako depolaryzacja błony komórkowej. Jony Na+ początkowo wnikają do wnętrza neuronu tylko w miejscu zadziałania bodźca. Z chwilą wyrównania ładunków elektrycznych w tym miejscu depolaryzacja zaczyna się rozszerzać na sąsiednie odcinki błony komórkowej przesuwając się również wzdłuż aksonów. Impulsem nerwowym jest przesuwanie się fali depolaryzacyjnej od miejsca zadziałania bodźca aż do zakończenia neuronów.
W organizmie impulsy nerwowe są przekazywane z jednego neuronu na drugi za pomocą zakończeń nerwowych. Miejsce stykania się ze sobą błony komórkowej drugiej komórki nazywamy synapsą.
Błona komórkowa neuronu przekazującego impuls(I) nazywa się ...
dziubusek30