nauka o czynności żywego organizmu Stanowi zbiór praw, jakim podlega cały organizm oraz poszczególne jego układy, narządy, tkanki i komórki prawa rządzące żywym organizmem są wykrywane doświadczalnie określają warunki w jakich przebiegają prawidłowo czynności fizjologiczne określają mechanizmy rządzące czynnościami fizjologicznymi i ich wzajemne relacje
Czynniki fizyczne i chemiczne stanowiące środowisko biologiczne wyznaczają warunki w jakich żyje organizm Człowiek żyje w społeczeństwie i jest wytworem życia społecznego, dlatego czynności organizmu odnoszą się również prawa społeczne Metabolizm istota procesów fizjologicznych Anabolizm Katabolizm
Anabolizm Katabolizm Anabolizm asymilacja, przyswajanie polega na gromadzeniu energii w organizmie Katabolizm dysymilacja, rozpad zmniejszanie zapasu energii w organizmie W warunkach fizjologicznych oba te procesy zachodzą jednocześnie
Anabolizm Katabolizm Okres wzrostu przewaga anabolizmu nad katabolizmem W organizmach dorosłych metabolizm wykazuje równowagę dynamiczną wahania przewagi anabolizmu i katabolizmu zachodzą cyklicznie, nieprzekraczając pewnych grani
Funkcje życiowe organizmu utrzymanie życia osobniczego odżywianie - pobieranie ze środowiska zewnętrznego materiałów energetycznych i budulcowych wymiana gazowa - doprowadzanie ze środowiska zewnętrznego tlenu (proces oddychania) i usuwanie CO 2 ze środowiska wewnętrznego krążenie - rozprowadzanie materiałów energetycznych, budulcowych, produktów przemiany materii, substancji regulatorowych i innych wydalanie - usuwanie zbędnych produktów przemiany materii
Funkcje życiowe organizmu utrzymanie życia osobniczego Układ ruchu wykształcony w celu zapewnienia lepszego pobierania mat. energetycznych i budulcowych ze środowiska oraz zmianę środowiska lokalnego Układ nerwowy precyzyjna kontrola układów związanych z odżywianiem, wymianą gazową, krążeniem i wydalaniem
Budowa komórki cytologia/cytofizjologia mitochondrium peroksysom aparat Golgiego jądro komórkowe błona komórkowa rybosomy retikulum endoplazmatyczne
Błona komórkowa (błona plazmatyczna, plazmolema) Występuje u wszystkich organizmów żywych (zarówno eukariota, jak i prokariota) Stanowią naturalną barierę między wnętrzem komórki a środowiskiem zewnętrznym Jednocześnie błona komórkowa zapewnia selektywną wymianę substratów i produktów metabolizmu komórkowego
Eukariota - błony wewnątrzkomórkowe Błony wewnętrzne stanowiące granice poszczególnych przedziałów komórki i otaczające organelle komórkowe
Błony komórkowe stanowią drugie podstawowe środowisko w komórce środowisko hydrofobowe Budowa błony model płynnej mozaiki Nägeli 1855 Overton 1865 pierwsze doniesienia o istnieniu błony komórkowej (przenikanie barwników do kom. roślinnych) wydedukował w oparciu o fakt efektywniejszego przenikania substancji rozpuszczalnych w tłuszczach niż nierozpuszczalnych, że istotnym składnikiem muszą być lipidy
Gorter i Grendel 1896 wyekstrahowali acetonem lipidy z błony erytrocytu i stwierdzili, że powierzchnia monowarstwy jest 2x większa od powierzchni krwinek Hipoteza błona z dwuwarstwy lipidowej Cole 1932 niskie napięcie powierzchniowe w błonach komórkowych w porównaniu do sztucznej dwuwarstwy lipidowej Hipoteza napięcie pow. obniża obecność białek
Danielli 1935 pierwszy model błony komórkowej Symetria budowy, brak ustalonej grubości zastosowanie mikroskopu elektronowego 7 10 nm
Robertson 1957 model asymetrycznej błony komórkowej Asymetria warstwy białkowej Lata 60-te rozkwit ilości modeli np. mitochondrialne 75% białek
Singer i Nicolson 1970 model płynnej mozaiki błony komórkowej Płynny roztwór monomerów lub agregatów białkowych zawieszonych w warstwie lipidowej
Model spełnia trzy warunki 1. asymetria 2. dynamiczność 3. płynność Z biegiem czasu kolejne modyfikacje rozdzielenie białek między morfologicznie różne domeny danej błony
Erytrocyt model niemal doskonały 1. Łatwość dostępu 2. Brak błon wewnętrznych plazmolemma bez zanieczyszczeń 3. Łatwe otrzymywanie i oczyszczanie 4. Insite out metoda odwróconych pęcherzyków
Asymetria błony Asymetria lipidów fosfolipidy aminowe fosfolipidy cholinowe
Asymetria w występowaniu białek - białka powierzchniowe - białka integralne glikoproteiny białka charakterystyczne dla powierzchni zewnętrznej
Technika freeze-fracture umożliwiła wykazanie istnienia białek integralnych
Białka integralne silnie oddziałują z dwuwarstwą lipidową charakter hydrofobowy Wyodrębnienie możliwe po zastosowaniu silnych detergentów
Istotną techniką w badaniu funkcji białek błonowych jest rekonstytucja w sztucznym układzie lipidowym
Glikoforyna błony erytrocytu pierwsze białko błonowe, którego sekwencja aminokwasowa została ustalona
Płynność błony - odwrotność lepkości średnia geometryczna lepkość wzdłuż osi symetrii błony (pot. sztywność) Uzależniona od składu lipidów kw. nienasycone cholesterol
Organizmy żywe potrafią regulować skład tak, aby utrzymać względnie niezmienną płynność w zmieniającej się temperaturze otoczenia
Znakowane fluorescencyjnie przeciwciała umożliwiają badanie ruchliwości białek błony
Dyfuzję składników błony można mierzyć techniką odzyskiwania fluorescencji (FRAP)