Thursday, March 30, 2006

lyzosomy

Uvnitř lyzosomů se nachází elektrondenzní matrix jemně granulárního vzhledu, která obsahuje celé spektrum hydrolytických enzymů (přes 40 druhů). Enzymy patří především do skupiny hydroláz (například kyselá fosfatáza, hyaluronidáza, nespecifická esteráza, lipáza, ribonukleáza, aj), které mají schopnost degradovat prakticky všechny biologické makromolekuly - proteiny a peptidy, polysacharidy, nukleové kyseliny a lipidy. Jednoduchá membrána, která odděluje lyzosomy od cytoplazmy, chrání buněčné komponenty před natrávením. Proto při poškození buňky může dojít k rozpadu lyzosomů a k následné autolýze samotné buňky.

Tuesday, March 28, 2006

Lyzosomy

Mikrotubuly se účastní změn tvaru a velikosti buněk, pohybu bičíků a řasinek, intracelulárního transportu a pohybu. Jsou též základem několika složitých buněčných organel, jako jsou centrioly, bazální tělíska, řasinky a bičíky. Jejich hlavní úlohou je vytvářet v buňce zpevňující kostru - cytoskelet.


Lyzosomy jsou místem intracelulárního trávení a obměny buněčných komponent. Tyto organely obvykle představují okrouhlé váčky o velikosti 0,05 - 0,5 µm, obdařené na povrchu jednoduchou membránou. Jsou pravidelnou součástí většiny buněk, avšak nejhojněji se vyskytují především ve fagocytujících buňkách, zejména pak v "profesionálních fagocytech" (neutrofilní granulocyty a makrofágy).

Monday, March 27, 2006

Polymerace tubulinu

do mikrotubulů je ovládána několika strukturami, které se zahrnují pod pojem mikro-tubulární organizační centra (MTOC). Mezi MTOC patří bazální tělíska, centrioly a centrosomy. V přítomnosti kolchicinu (antimitotický alkaliod) dochází k blokádě růstu mikrotubulů vlivem nedostatku volných heterodimerů. Kolchicin tedy představuje užitečný nástroj v buněčné biologii při blokádě chromosomů v profázi k přípravě karyotypů.

Sunday, March 26, 2006

Podjednotkou mikrotubulů

je heterodimer složení z molekul - a ß- tubulinu, které mají blízké složení aminokyselin a molekulovou hmotnost okolo 50 000. Mikrotubuly jsou složeny z 13 protofilamentů tubulinových dimerů, které levotočivě ovíjejí dutinu (viz. níže - Model ultrastruktury mikrotubulů). Jsou polárními strukturami, neboť mají plus konec (rychle rostoucí) a mínus konec (pomalu rostoucí). Vzájemná vazba mezi podjednotkami mikrotubulů není pevná, nýbrž vysoce dynamická. Je ovlivněna celou řadou faktorů jako je teplota, hydrostatický tlak, ultrazvuk, aj.

Friday, March 24, 2006

Mikrotubuly

V cytoplazmě živočišných buněk se nacházejí tyčinkovité a trubicovité organely známé pod označením mikrotubuly. Mikrotubuly mají tvar dutých válců zevního průměru 22 - 24 nm a sestávají z pevné stěny silné 5 nm a dřeně 14 nm silné. Délka mikrotubulů se různí, přičemž může dosahovat až do rozměrů celé buňky. Jejich uspořádání odpovídá typu a specifické funkci buněk. Mohou se větvit a vytvářet můstky spojující několik sousedících mikrotubulů navzájem mezi sebou.

Thursday, March 23, 2006

Mikrotubuly

V cytoplazmě živočišných buněk se nacházejí tyčinkovité a trubicovité organely známé pod označením mikrotubuly. Mikrotubuly mají tvar dutých válců zevního průměru 22 - 24 nm a sestávají z pevné stěny silné 5 nm a dřeně 14 nm silné. Délka mikrotubulů se různí, přičemž může dosahovat až do rozměrů celé buňky. Jejich uspořádání odpovídá typu a specifické funkci buněk. Mohou se větvit a vytvářet můstky spojující několik sousedících mikrotubulů navzájem mezi sebou.

Wednesday, March 22, 2006

Názvosloví uhlovodíků

Je základem celého organického názvosloví.

Acyklické uhlovodíky

Nasycené acyklické - Alkany

Název tvořen ze základu řeckých číslovek (vyjma prvních čtyř) + zakončení –an


Homologická řada alkanů – obecný vzorec CnH2n+2
1 methan 9 nonan 17 heptadekan 40 tetrakontan
2 ethan 10 dekan 18 oktadekan 50 pentakontan
3 propan 11 undekan 19 nonadekan 60 hexakontan
4 butan 12 dodekan 20 eikosan 70 heptakontan
5 pentan 13 tridekan 21 heneikosan 90 nonakontan
6 hexan 14 tetradekan 22 dokosan 100 hektan
7 heptan 15 pentadekan 23 trikosan
8 oktan 16 hexadekan 30 triakontan


Kromě systematického názvosloví se často používá předpon n- , izo- , neo- k označení případného větvení v molekule :

Tuesday, March 21, 2006

Základní principy

V organickém názvosloví se uplatňují tři základní přístupy :
- triviální názvosloví – tradiční názvy některých látek, které vznikly již dávno v historii (kys. octová, líh, atd.)
- systematické názvosloví – oficiální, tvoří se pomocí předpon, přípon připojovaných ke kmenu názvu uhlovodíku podle přesných pravidel

- dvousložkové (radikálově funkční) – tvořeno názvem uhlovodíkového zbytku + názvem derivátu (methylchlorid, ethylalkohol,…)

Monday, March 20, 2006

Názvosloví

je složitý soubor pravidel pojmenovávání chemických látek, který má umožnit co nejjednodušší odbornou komunikaci. Vzhledem k neuvěřitelnému množství organických sloučenin a jejich různorodosti je snaha o jednoduchost a systematičnost názvosloví pochopitelná. České názvosloví je v oblasti organické (na rozdíl od anorganické, kde se vyskytuje skloňování přídavných jmen) dost blízké anglickému mezinárodnímu standardu. O rozvoj názvosloví a jeho závazná pravidla a normy se stará mezinárodní organizace IUPAC (International Union for Pure and Applied Chemistry).

Sunday, March 19, 2006

Poločas

má v sekundách, samovolně se oxiduje na NO2.Rychle se též váže na hemoglobin.
Mechanismus působení:
NO z endotelu difunduje ke hladké svalovině, kde aktivuje cytosolickou guanylátcyklasu, čímž se zvýší koncentrace cGMP. Následující (neznámá) fosforylační kaskáda způsobí relaxaci svalu.
Význam:
• nitráty (léčiva léta užívaná u anginy pectoris) působí právě uvolněním NO
• v akutní medicíně se u ventilovaných pacientů podává inhalačně u plicní hypertenze či ARDS (Lokálním působením sníží tlak v a. pulmonalis bez ovlivnění systémového TK)

Saturday, March 18, 2006

Oxid dusnatý (EDRF)

Tato malá molekula si zaslouží speciální pozornost, neboť poznatky o ní jsou nové (a tudíž v některých učebnicích neuvedeny) a navíc je NO v současnosti v módě.
Některé fyziologické funkce:
• produkován endotelem dilatuje cévy (podílí se tak na regulaci TK)
• neurotransmiter
• podílí se na regulaci kontraktility myokardu
• působí antiagregačně a antiadhezivně na destičky
• fce v imunitě ( produkován aktivovanými makrofágy)
Metabolismus: NO je syntetizován v cytosolu endotelií a jiných b. NO-syntetasou z argininu. Produktem je NO + citrullin. Tento enzym je aktivován vzestupem intracelulární koncentrace Ca2+
(k tomu dochází např. po vazbě acetylcholinu, bradykininu, cytokinů apod. na receptor  aktivace fosfolipasy C  DAG + IP3  otevření vápníkových kanálů….)

Thursday, March 16, 2006

Přehled účinků některých hormonů na metabolismus

Poznámka: Následující tabulka uvádí hrubý přehled účinků několika hormonů do metabolismu. Zcela opomíjí ostatní účinky, které jsou u některých hormonů daleko důležitější než jejich účinky metabolické.. Molekulární mechanismus působení je uveden výše u jednotlivých mtb drah.
Ostatní viz fyziologie.
HORMON Úč. na mtb. sacharidů Úč. na mtb lipidů Ostatní, poznámky
GH (růstový hormon) Hyperglykemizující Lipolýza Proteoanabolismus
Působí prostřednictvím IGF-I a II
Glukokortikoidy Hyperglykemizující Lipolýza (ve vysokých dávkách lipogenese v centrálních partiích) Proteoanabolismus, v nefyziologických koncentracích naopak
Katecholaminy Hyperglykemizující (glykogenolýza, inhibice glykolýzy v játrech, ale ne ve svalu) Lipolýza (aktivace horm. senzit.lipasy) Též uvolňuje glukagon z  -bb. Pankreatu
Glukagon Hyperglykemizující
(glykogenolýza, glukoneogeneze) Lipolýza (aktivuje horm-senz. lipasu, inhibuje syntézu MK) ¬ cAMP
Inzulin Snižuje glykémii
(syntéza glykogenu, glykolýza) Lipogeneze (aktivuje syntézu MK  TAG) Nejúčinnější anabolický hormon, není znám druhý posel
Tyroxin Zvyšuje bazální metabolismus, proteoanabolické účinky.

Tuesday, March 14, 2006

Regulace jaterní ketogenese

Ketolátky se za hladovění stávají zdrojem energie, zvl. pro kosterní svaly, srdce, později i pro mozek. Vznikají pouze v játrech (a ledvinách?) z nadbytku AcCoA. AcCoA pochází z  -oxidace MK, které byly mobilizovány z tukové tkáně.
Jejich produkce je regulována na třech etážích:
a. na úrovni lipolýzy v tukové tkáni: Bez zvýšení hladiny FFA nikdy nedojde ke zvýšení ketonémie! – regulace lipolýzy viz výše
b. V játrech se FFA mohou buď oxidovat, nebo podléhat reesterifikaci.
- o tomto rozhoduje poměr inzulin/glukagon
c. AcCoA z  -oxidace se může buď oxidovat v CKC, nebo sloužit jako substrát pro ketogenesu
o rychlost oxidace AcCoA v CKC je řízena energetickou potřebou hepatocytu,
ketogeneza se podřizuje (užívá se zbylý AcCoA)

Monday, March 13, 2006

Regulace hydrolýzy TAG

Při hladovění musí tkáně spolupracovat na udržení glykémie. Určitá hladina glykémie je životně důležitá pro některé tkáně (ery, CNS…). Základním opatřením, jak šetřit glukózu, je přechod na jiné zdroje energie. Těmi jsou hlavně MK a ketolátky (vznikající z MK) a existují regulační mechanismy, jakými buňky, které jsou toho schopny, preferují oxidaci MK před glukosou ( viz výše : inhibice 6-fosofrukto-1-kinasy citrátem). O mobilizaci MK ze zásob (tuk. tkáně) rozhoduje:
HORMON-SENZITIVNÍ LIPASA: lipolýza v tukové tkáni, glycerol a FFA uvolní do plazmy
Aktivace: katecholaminy (¬ cAMP), ACTH
Inhibice: inzulin, PG
V organismu jsou i jiné enzymy schopné hydrolýzy TAG. Funkčně se však velmi liší, kupř.:
-lipoproteinová lipasa, HRHL : význam pro transport FFA do perif. tkání, resp. do jater – viz mtb. lipoproteinů
- pankreatická lipasa viz trávení

Sunday, March 12, 2006

3. Regulace metabolismu lipidů
Lipidy mají v energetickém metabolismu klíčový význam. Při nadbytečném přívodu energie jsou jak sacharidy (cestou: glykolýza  pyruvát  AcCoA  MK ), tak většina aminokyselin (přes pyruvát nebo acetacetát na AcCoA atd.) měněny na TAG jako zásobní formu energie.
Regulace syntézy mastných kyselin
1. Na úrovni AcCoA – karboxylasy:
Aktivace: citrát, insulin ( cAMP)
Inhibice: palmitoyl-CoA, katecholaminy (¬ cAMP)
Smysl aktivace citrátem: citát vznikl v mitochondrii první reakcí CKC. Je transportován do cytosolu tehdy, když se všechen neoxiduje v reakcích CKC, tedy, je-li zablokovaná isocitrátdehydrogenázová reakce , t. j. při ¬ ATP/ADP v mitochondrii. Čili: MK jsou syntetizovány tehdy, když je dostatek ATP a AcCoA…. “Elementary, my dear Watson…”
Smysl inhibice palmitoyl-koenzymem A: koncentrace palmitoyl-CoA se zvyšuje tehdy, když rychlost syntézy MK převýší rychlost jejich esterifikace ( vznik TAG).
1. Na úrovni syntasy MK
Regulace je hlavně dlouhodobá – na úrovni absolutního množství tohoto enzymu. Exprese je ovlivněna hlavně dietou (největší indukce: strava nízkotučná, vysokosacharidová, energeticky bohatá)
Tyto vlivy zprostředkovává inzulin/glukagon (přes CREB).

Friday, March 10, 2006

pyruvátkinasa:

přizpůsobuje rychlost vzniku pyruvátu rychlosti vzniku Fru-1,6-bisfosfátu, odpovídá též na hladinu cAMP (poměr inzulín/glukagon).
Regulace glukoneogeneze
• Jde o anabolickou reakci probíhající pouze v játrech a ledvinách
• Regulace je analogií regulace glykolýzy v opačném smyslu
• Regulační enzymy jsou ty, které obcházejí nevratné reakce glykolýzy:
1. pyruvátkarboxykinasa : aktivována AcCoA
2. PEP karboxykinasa: aktivována ¬ NADH/NAD
3. Fru-1,6-bisfosfatasa: akt. citrát, inh. Fru-2,6-bisP
4. Glc-6-fosfatasa

Regulace syntézy a degradace glykogenu
• Glukagon a katecholaminy aktivují glykogenolýzu a inhibují syntézu glykogenu:
1.¬ cAMP v buňce aktivuje cAMP-dependentní proteinkinasu, která aktivuje (fosforyluje) fosforylasa-kinasu, která aktivuje fosforylasu (B A)
2. ¬ cAMP inaktivuje (fosforyluje) glykogensynthasu (A B)
• Insulin aktivuje syntézu glykogenu a inhibuje glykogenolýzu:
Zde jde o analogický mechanismus při snížení koncentrace cAMP.
Viz schéma reg. syntézy a degradace glykogenu v každé učebnici
Je tedy třeba mít na paměti, že při převaze fosforylačních dějů v hepatocytu (glukagon) dochází ke glykogenolýze a je inhibována syntéza glykogenu. Při převaze dějů defosforylačních ( cAMP insulinem) je tomu naopak. Zda jsou příslušné enzymy aktivní fosforylované či defosforylované lze potom snadno odvodit.

Thursday, March 09, 2006

Resumé:

O rychlosti běhu CKC rozhoduje:
a. obsah ATP v mitochondrii
b. poměr NADH/NAD
c. dostatek AcCoA (z  -oxidace nebo pyruvátu)
2. Regulace metabolismu sacharidů
Glykolýza – regulační enzymy
1. Systém hexokinasa/glukokinasa
• Hexokinasa : ve všech tkáních, rychle saturovatelná
(Km= 0.1mM)
inhibuje ji Glc-6-P
• Glukokinasa: jen v játrech, jako funkční antagonista Glc-6-fosfatasy, významná pro glukostatickou fci jater (Km=10mM)
Nereaguje na Glc-6-P, inhibována je Fru-6-P, aktivovaná Fru-1-P.
Toto zdvojení enzymů katalyzujících jednu reakci má svůj význam. Hexokinasa má za úkol produkovat Glc-6-P pro další mtb osudy (syntézu glykogenu, glykolýzu, pentosový cyklus), začne-li se Glc-6-P hromadit, je inhibována. Glukokinasa je významná, stoupne-li glykémie ( cave! Glc proniká do hepatocytu nezávisle na inzulinu) – při vyšších hladinách glukosy ji glukokinasa fosoryluje, nedbaje na kumulující se Glc-6-P. Inhibice Fru-6-P slouží k tomu, aby se vznikající Glc-6-P směroval spíše k syntéze glykogenu než do glykolýzy. Glukokinasa je tedy funkčním antagonistou glukosa-6-fosfatasy.
2. 6-fosfofrukto-1-kinasa : hlavní regulační enzym glykolýzy,
katalyzuje “commited step”. Allosterické aktivátory a inhibitory mnohé, zohledňují :
FAKTOR OVLIVŇUJÍCÍ GLYKOLÝZU AKTIVÁTOR INHIBITOR
Energetický stav buňky AMP, Pi ATP
Dostupnost alternativního substrátu (MK, ketolátek) Citrát
Poměr inzulín/glukagon v krvi Fru-2,6-bisfosfát
pH v buňce Alkalické Kyselé

Tuesday, March 07, 2006

regulace

Těmto podmínkám je také regulace CKC přizpůsobena. Regulační enzymy CKC jsou tyto:
CITRÁTSYNTHASA:
O rychlosti citrátsynthasové reakce rozhodují hlavně koncentrace produktů. Rozhodovací pravomoce o rychlosti této reakce se tím přesouvají na jiné enzymy:
1. enzymy vzniku oxalacetátu, tj. hlavě malátdehydrogenasu: tato reakce je závislá na
 NADH/NAD+
2. enzymy vzniku AcCoA, tj. pyruvátdehydrogenázová1 reakce a  -oxidace.
ISOCITRÁTDEHYDROGENASA:
Tento enzym reguluje commited step, je-li možno vůbec tento pojem u CKC užít. Isocitrátdehydrogenasa ale rozhoduje o cytosolické koncentraci citrátu, neboť reakce konverze citrátu na isocitrát je volně reverzibilní.
Aktivita tohoto enzymu je velká při  poměru ATP/ADP v mitochondrii. Důvod viz výše.
 -KETOGLUTARÁTDEHYDROGENASA:
Je pod tzv. respirační kontrolou, o její aktivitě rozhoduje poměr NADH/NAD+.

Monday, March 06, 2006

Regulace energetického metabolismu

1.Regulace citrátového cyklu
Hlavním smyslem CKC je tvořit redukované ekvivalenty, jejichž reoxidací se pak v dýchacím řetězci tvoří ATP. Aby běžel CKC musí:
o mít buňka potřebu tvořit ATP
o běžet dýchací řetězec, neboť pouze v součinnosti s ním produkuje CKC energii ve formě ATP
o být dostatek AcCoA, aby bylo v CKC co oxidovat

Sunday, March 05, 2006

Mechanismus působení steroidních hormonů

Obecné vlastnosti:
• hormony ve vodě nerozpustné  projdou membránou (jsou lipofilní, receptory intracelulárně
• delší plazmatické poločasy
• komplex hormon-receptor se váže na DNA (na HRE – hormon responsive element), ovlivní transkripci, a tím koncentraci proteinu (enzymu)
• diskutovány i jiné účinky ( uncoupling protein apod….)

Saturday, March 04, 2006

DRUHÝ POSEL

HORMON (event. receptor)
cAMP • CRH, ACTH, LH, TSH, MSH
•  2,  - adrenergní receptory
• nikotinové cholinergní receptory
• insulin, glukagon, somatostatin
• PTH, kalcitonin
cGMP ANP
EDRF (oxid dusnatý)
Ca2+ ,IP3, DAG • TRH, GnRH
•  1- adrenergní receptory
• muskarinové cholinergní receptory
• gastrin, cholecystokinin

Thursday, March 02, 2006

proto kratší poločas
• lze je klasifikovat podle druhých poslů (konvergence informace – výsledná koncentrace druhého posla může být dána působením více hormonů)
• intracelulární působení zahrnuje fosforylace enzymů, změnu koncentrace Ca2+(IC) , dokonce i změny na úrovni regulace transkripce (CREB – cAMP-response element binding protein)
Dělení dle druhého posla:

Wednesday, March 01, 2006

b)

Obecné principy mechanismu účinku hormonů
Hormon může mít receptor:
• na membráně: nejč. pak působí přes G-protein a druhého posla
peptidové h., katecholaminy
• intracelulárně: nejč. pak působí v jádře (ovlivňuje expresi genu pro enzymy) steroidní h., T3,T4
1.Mechanismus působení peptidových hormonů
Obecné vlastnosti:
hormony rozpustné ve vodě  neprojdou membránou, musí
mít receptor na ní
 v plazmě nemají nosič, mají