Výměna látek a energie

PASIVNÍ TRANSPORT = není potřeba energie (ATP):
Difúze = proces samovolného pronikání malých molekul přes polopropustnou membránu z jedné látky do druhé a to vždy z místa vyšší koncentrace do nižší

Osmóza = rozpouštědlo (nejčastěji voda) postupuje přes polopropustnou membránu z místa menší koncentrace do místa větší koncentrace (membrána je propustná pro rozpouštědlo a méně propustná pro látky); velikost osmózy je daná tlaky na obou stranách membrány (roztok může být tak hypotonický, isotonický, hypertonický) a rozdíl těchto tlaků je spouštěčem osmózy

• hypotonický roztok: extracelulární tlak < intracelulární tlak; voda jde do buňky (endosmóza) = plazmoptýza (hemolýza u erytrocytů)
• isotonický roztok: extracelulární tlak == intracelulární tlak; rovnováha, normální stav
• hypertonický roztok: extracelulární tlak > intracelulární tlak; voda jde ven z buňky (exosmóza) = plazmolýza, nastává plazmorhiza (smršťování buňky)

Tugor = nadutost, např. rostlinám dává tugor jejich pevnost, kdežto zvadlé rostlině chybí, nebo např. napětí kůže u člověka, kdy jsou buňky naplněné tekutinou a u dehydratovaného nebo starého člověka jde vidět snížení

 

AKTIVNÍ TRANSPORT

= přenos látek přes membránu, kdy se spotřebovává energie, takže je možné transport realizovat i proti koncentračnímu spádu (z méně koncentrovaného do více k. prostředí). Přenos zprostředkovávají specializované integrální membránové proteiny s enzymem ATPázou - iontové kanály, nebo přenašečové proteiny.

Primární aktivní transport = je potřeba volné energie, přenáší se pouze jedna částice (např Na+, K+)
Sekundární aktivní transport = jedna částice se transportuje pasivně a energie z tohoto gradientu (koncentračního spádu) je použita pro transport druhé částice aktivním transportem. Podle toho kolik je přenášeno částic je buď uniport (1 molekula nebo iont), nebo kotransport (dvě a více) a ten se dělí na symport (částice jsou přenášeny stejným směrem) a antiport (částice jsou přenášeny každá jiným směrem).

Typickým příkladem je např. sodíkovo-draslíková pumpa = udržuje koncentraci Na (extracelulární) a K (intracelulární) - vyčerpává sodík z buňky a čerpá draslík do buňky. (Na+ K+ ATPáza)

                                                              

Endocytóza = energeticky i látkově náročný proces, kdy dochází k pohlcování částic z vnějšího prostředí (např. hormony, viry, protilátky, poškozené buňky, bakterie).

• fagocytóza = schopnost buňky pohlcovat cizorodé částice, mikroby, či poškozené buňky; buňky schopné fagocytózy se podílejí na nespecifické imunitě organismu (monocyty - největší bílé krvinky, ze kterých se vytvářejí různé typy makrofágů a leukocyty - eosinofily a neutrofily)
• pinocytóza = buňka přijímá extracelulární tekutinu a velmi malé částice

Exocytóza = buňka vylučuje skrz membránu větší částice.

                                                              

METABOLISMUS = všechny katabolické i anabolické reakce v organismu, jsou regulovány, organizované, s přesnou lokalizací

Anabolické reakce = syntetické; vznikají z jednodušších složitější látky; spotřebuje energii;

Katabolické reakce = štěpné; vznikají ze složitějších jednodušší látky; uvolňuje energii;

Amfibolické reakce = zároveň katabolické i anabolické

 

Metabolické dráhy = jejich úkolem je zpracovávání látek přijímaných v potravě - glukóza (glykolýza), mastné kyseliny a aminokyseliny.

Glykolýza = aerobní i anaerobní zpracování glukózy, fruktózy a galaktózy na dvě molekuly pyruvátu (kyselina pyrohroznová); cytoplazma; aerobní podmínky produkují 30-32 ATP, anaerobní 2 ATP. 

Krebsův cyklus (citrátový) = amfibolická metabolická dráha aerobní oxidace sacharidů, lipidů a proteinů; matrix a vnitřní membrána mitochondrií; dochází k mitochondriální syntéze ATP na vnitřní straně membrány (enzym ATP-syntáza) = oxidativní fosforylace.

 

Enzym funguje správně při optimální teplotě a pH. Vysoká teplota může zničit aktivní centrum enzymu (denaturace), kde se spojuje substrát a enzym; nízká teplota taky snižuje aktivitu. Extrémně nízké i vysoké pH může taky vyvolat denaturaci.

Specifita enzymu = omezuje rozsah působení enzymu, rozděluje se na:

• substrátová specifita (enzym působí na jeden konkrétní substrát = absolutní substrátová specifita, nebo na omezenou skupinu podobných substrátů = skupinová substrátová specifita)
• reakční specifita (enzym katalyzuje jeden typ reakce, např. lipázy - hydrolyzují lipidy).

Substrát = látka podmiňující katalytické reakce, po spojení s enzymem vznikne produkt. 

Inhibitor = snižuje aktivitu enzymu.

Aktivátor = zvyšuje aktivitu enzymu.

 

Buněčná signalizace:

• endokrinní (hormonální) - hormony, které putují krví a naváží se na cílový receptor buňky
• parakrynní - uvolňují se do extracelulární tekutiny chemické látky, které ovlivňují buňky v okolí (např. signalizace zánětu)
• autokrinní - látka se váže na receptor buňky, která ji vyproduktovala
• synaptická - nervová soustava, neurotransmitery

Buď je přímým kontaktem, nebo pomocí poslů - první posel je molekula, která se váže na receptorový protein a druhý posel:

• cyklický adenosinmonofosfát (cAMP) = derivát ATP; většina prokaryotických i eukaryotických buněk; aktivátor proteinkinázy A - metabolismus lipidů a sacharidů, transport vody a iontů v ledvinách
• cyklický guanosinmonofosfát (cGMP) = derivát z GTP; v eukaryotických buňkách; aktivátor proteinkinázy G - tyčinky v sítnici (čípky jsou pro barvu, tyčinky pro vidění za šera) a kavernózní tělesa v penisu
• poslové od fosfatidylinositol-4,5-bifosfátu (PIP2) = proteinkináza B - buněčný cyklus, apoptóza; proteinkináza C - cytoskelet