WYMIANA WODY I JONÓW

W RÓŻNYCH ŚRODOWISKACH

Woda

Śluz

Nabłonek Płyn śródmiąższowy Płyn zewnątrzkomórkowy

Naczynie krwionośne

Płyn zewnątrzkomórkowy (osocze) Komórka (erytrocyt)

REAKCJE ZWIERZĄT

NA ZMIANY W ŚRODOWISKU ZEWNĘTRZNYM

Ciśnienia osmotycznego:

• OSMOKONFORMIZM – morskie bezkręgowce

• OSMOREGULACJA – większość morskich kręgowców

Składu jonowego:

• JONOKONFORMIZM – w wodzie morskiej

• JONOREGULACJA – w wodzie słodkiej

Stężenia soli:

• EURYHALICZNOŚĆ – szeroki zakres tolerancji zmian stężenia soli

• STENOHALICZNOŚĆ – wąski zakres tolerancji

BILANS WODNY CZŁOWIEKA

OBOWIĄZKOWE WYDALANIE WODY Końcowe produkty metabolizmu muszą być wydalane w

odpwiedniej objętości wody (≈ 400ml/24 h ), > od ilości

produkowanej wody metabolicznej

UWAGA!!!!!

NIE ISTNIEJE MECHANIZM AKTYWNEGO TRANSPORTU

WODY

kanały wodne umożliwiają mniej lub bardziej precyzyjną kontrolę

ruchu wody

PROCESY ZACHODZĄCE W NARZĄDACH

OSMOREGULACJI I WYDALANIA

• FILTRACJA ok. 200 litrów na dobę (człowiek)

• RESORPCJA do 99% filtratu • SEKRECJA aktywne usuwanie

niektórych substancji

Budowa NEFRONU-

jednostki funkcjonalnej nerki

Torebka Bowmana

Kanalik

bliższy Kanalik

dalszy

Kanalik

zbiorczy Pętla Henlego

Nefron korowy Nefron przyrdzenny

Kora nerki

Rdzeń nerki

Torebka Bowmana

Kanalik bliższy

Kanalik dalszy

Kanalik zbiorczy

Pętla Henlego

STRUKTURA I FUNKCJA NEFRONU SSAKA

CIŚNIENIE FILTRACYJNE W KŁĘBUSZKU

Tętniczka odprowadzająca

Torebka Bowmana

Kłębuszek

Tętniczka doprowadzająca

Przepływ krwi

Białka

(ciśn. osmot.

30 mmHg)

Ciśn. krwi 60 mmHg

Gradient ciśnienia onkotycznego Światło torebki

Bowmana

Gradient ciśnienia hydrostatycznego

Ciśnienie hydrostatyczne w torebce 15 mmHg

Kłębuszek Torebka Bowmana

POWSTAWANIE MOCZU Przepływ krwi

Filtracja kłębuszkowa

Powstaje podobny do osocza

filtrat krwi

Resorpcja kanalikowa

Usuwa z filtratu przydatne

substancje rozpuszczalne, które

wracają do krwi

Sekrecja kanalikowa

Dodatkowo usuwa do filtratu

zbędne składniki krwi

Oszczędzanie wody

Usuwanie z filtratu wody,

wracającej do krwi; zagęszczanie

moczu

Ciałko nerkowe

Przepływ filtratu

Naczynia włosowate

okołokanalikowe

Kanalik nerkowy

MOCZ OSTATECZNY

TANSPORT WODY

I SUBSTANCJI ROZPUSZCZONYCH

W POSZCZEGÓLNYCH ODCINKACH NEFRONU

WZMACNIACZ PRZECIWPRĄDOWY W PĘTLI NEFRONU Jony soli w sposób ciągły

przechodzą do płynu

kanalikowego

Im wyższe jest stężenie płynu

pozakomórkowego tym więcej

wody opuszcza ramię zstępujące

na drodze osmozy

Im więcej wody opuszcza

ramię zstępujące tym

wyższe jest stężenie płynu

kanalikowego

Im wyższe jest stężenie płynu

przechodzącego do ramienia

wstępującego, tym więcej soli jest

pompowane do otaczającego płynu

śródmiąższowego

Im więcej soli opuszcza płyn w

ramieniu wstępującym, tym

wyższe jest zasolenie płynu

śródmiąższowego

POJĘCIE PROGU NERKOWEGO

NA PRZYKŁADZIE GLUKOZY

Filtrat

Resorpcja

Próg nerkowy

Mocz

PLAMKA ZBITA I APARAT PRZYKŁĘBUSZKOWY

Torebka Bowmana

Aparat przykłębkowy

Tętniczka odprowadzająca

Kanalik dalszy

Tętniczka doprowadzająca

Kanalik bliższy

Kapilara kłębuszkowa Światło torebki

Bowmana

Tętniczka odprowadzająca

Kanalik dalszy

Plamka zbita

Kierunek przepływu krwi

Tętniczka doprowadzająca

Komórki aparatu przykłębkowego

APARAT PRZYKŁĘBKOWY

Podocyty

Komórki mesangium

Tętniczka odprowadzająca

Kanalik dalszy

Włókno

współczulne

Komórki

przykłębkowe

Tętniczka doprowa-

dzająca

Mięśnie gładkie

naczynia

Plamka zbita

BIAŁKA TRANSPORTUJĄCE WODĘ (prace które przyniosły nagrodę Nobla profesorowi P. Agre)

• 1988 – wyizolowanie białka 28 kDa z błon erytrocytów

• 1991 – CHIP28 (channel-like integral protein) sklonowanie cDNA CHIP28

• 1992 – ekspresja CHIP28 w oocytach Xenopus laevis, wbudowanie w liposomy

• • 1993 – sugeruje nazwę Akwaporyny

1 dla CHIP28 i białek jemu podobnych, przyjętą w 1997 roku przez Human Genome Organisation

• 2000 – molekularny model budowy

AQP1 (Murata)

(The Nobel Prize in Chemistry 2003 – Information for the Public)

(Journal of Physiology, Agre 2002)

BUDOWA PODJEDNOSTKI AQP1

Motyw NPA- asparagina, prolina, alanina (Structure and function of channels, Fujiyosh i wsp., 2001)

(Journal of Physiology, Agre 2002)

AQP2 – KANAŁ REGULOWANY WAZOPRESYNĄ

Komórka nabłonka

kanalika zbiorczego

(Fizjologia zwierząt, Nielsen i wsp.; 1998)

(Fizjologia zwierząt, Nielsen i wsp.; 1998)

Komórka nabłonka

kanalika zbiorczego po podaniu 100pM

wazopresyny

Pod wpływem wazopresyny:

Integracja pęcherzyków zawierających AQP2 z błoną

Wzrost ekspresji genu aqp2

Choroba związana z dysfunkcją AQP2:

Moczówka prosta (15 litrów moczu dziennie)

DZIAŁANIE ANP/BNP CLIN EXP PHARMACOL PHYSIOL,

2004, 31: 791-794

wydalanie mocznika

PIERWOTNA i WTÓRNA JAMA CIAŁA

ROBAKI PŁASKIE - ACELOMATA – zwierzęta parenchymatyczne (bez jamy ciała)

MEZODERMA EKTODERMA ENDODERMA

ŚWIATŁO JELITA

NICIENIE – PSEUDOCELOMATA CELOMA leży między ekto- i

endodermą

PIERŚCIENICE – CELOMATA CELOMA znajduje się w

obrębie mezodermy

MEZO- EKTODERMA ENDODERMA CELOMA ŚWIATŁO JELITA

EKTO- MEZODERMA ENDODERMA CELOMA ŚWIATŁO JELITA

Powstanie celomy wiąże się z wyodrębnieniem „jelita jednokierunkowego”, czyli OTWÓR

GĘBOWY - ODBYT

POBIERANIE POKARMU

IDENTYFIKACJA POKARMU

OBRÓBKA MECHANICZNA

TRAWIENIE CHEMICZNE

PRZYSWAJANIE - WCHŁANIANIE

USUWANIE POZOSTAŁOŚCI DEFEKACJA

PRZEŁYK

ŻOŁĄDEK

JELITA

PRZEWÓD POKARMOWY

GIT

ZĘBY JĘZYK

NOZDRZA OCZY

UKŁAD POKARMOWY

CZŁOWIEKA

MECHANICZNE ROZDRABNIANIE

POKARMU

TRAWIENIE CHEMICZNE W KWAŚNYM ŚRODOWISKU

GŁÓWNE TRAWIENIE I

WCHŁANIANIE

ODZYSKIWANIE WODY

USUWANIE

ZBĘDNYCH

RESZTEK -

DEFEKACJA

OTRZEWNA OTRZEWNA – gr/łac. Peritoneum – struktura

rozciągnięta/otaczająca coś innego

Błona wyściełająca jamę brzuszną i miednicę – otrzewna ścienna – i obejmująca narządy leżące w nich – otrzewna trzewna;

Przestrzeń (szczelina) miedzy tymi dwiema warstwami stanowi jamę otrzewnową, wypełnioną produkowanym przez nie płynem, nadającym śliskość poruszających się narządów;

Otrzewna ścienna wyścieła ściany przednią, boczne i przeponę;

Na tylnej ścianie jamy brzusznej i na ścianach miednicy otrzewna ścienna przechodzi na narządy i staje się otrzewną trzewną;

Miejsce przejścia otrzewnej ściennej w trzewną nazywa się krezką – stanowi drogę przechodzenia naczyń krwionośnych, limfatycznych i nerwów do narządów jamy brzusznej i miednicy, utrzymuje je we właściwym położeniu, zawiera podściółkę tłuszczową.

PRZEKRÓJ POPRZECZNY PRZEZ

ŚCIANĘ JELITA

SPLOT POD-

ŚLUZÓWKOW

Y

MEISNERA

SPLOT

MIĘŚNIÓWKO

WY

AUERBACHA

MIĘŚNIE

GŁADKIE

OKRĘŻNE PODŚLUZÓW

KA

MIĘŚNIE

GŁADKIE

PODŁUŻNE

SPLOTY NERWOWE TRZEWNE

TKWIĄ W WARSTWACH ŚCIANY

JELITA

UNERWIENIE ŚCIANY JELITA

Porównanie układu

pokarmowego ptaków:

(a) Ziarnojada i

(b) Mięsożercy

Główne różnice dotyczą:

• Wola

• Żołądka mięśniowego

• Jelit ślepych

MODYFIKACJE UKŁADU POKARMOWEGO

OWADO

ŻERNE

KRÓTKI

E

JELITO

BRAK

JELITA

ŚLEPEG

O

ROŚLINO

ŻERNE

NIEPRZE

Ż-

UWAJĄC

E

ŻOŁĄDE

K

POJEDY

NCZY,

DUŻE

JELITO

ŚLEPE

ŻOŁĄDEK ŻOŁĄDE

K

ODBYT

ODBYT

MODYFIKACJE UKŁADU POKARMOWEGO

PRZEŁYK ŻWACZ CZEPIEC KSIĘGI TRAWIENIEC

ROŚLINOŻERNY PRZEŻUWACZ: 4-KOMOROWY ŻOŁĄDEK ze SZCZEGÓLNIE DUŻYM ŻWACZEM, DŁUGIE JELITA CIENKIE i GRUBE

PRZEŁYK ŻOŁĄDEK

MIĘSOŻE

RCA:

KRÓTKIE JELITA

CIENKIE i

GRUBE, MAŁE

JELITO ŚLEPE

JELITO ŚLEPE

ODBYT

JELITO ŚLEPE

PĘTLA JELITA

ODBYT

PRZEWÓD POKARMOWY

PRZEŻUWACZA

4-KOMOROWY ŻOŁĄDEK PRZEŻUWACZA

CZEPIEC

KSIĘGI TRAWIENIEC

JELITO CIENKIE

ŻWACZ

PRZEŁYK

PRZEWÓD POKARMOWY

KONIA

SCHEMAT MONOGASTRYCZNEGO

PRZEWODU POKARMOWEGO WYODRĘBNIONO POSZCZEGÓLNE ODCINKI JELITA CIENKIEGO:

DWUNASTNICĘ, JELITO KRĘTE I CZCZE.

PRZEDSTAWIONO LICZEBNOŚĆ MIKROORGANIZMÓW NA G

TREŚCI JELITA ZDROWEGO OSOBNIKA

KORZYSTNE MODYFIKACJE

FUNKCJI NBAŁONKA JELITOWEGO

PRZEZ KOMENSALNE MIKROBIOTA

(BAKTERIE, DROŻDŻE, GRZYBY)

ORGANIZACJA GALT

Nature Reviews Immunology 3, 331-341 (April

2003)

M cell - komórki z mikrofałdami SED – wypukłość podśluzówkowa TDA - obszar zależny od grasicy

• Produkty mleczne i jaja

– 39,25%

• Mięso i produkty zbożowe

– 13% i 13,25%

• Warzywa

– 26,5%

• Owoce

– 8%

Źródło: USDA, 1994

DZIENNE SPOŻYCIE RÓŻNYCH PRODUKTÓW SPOŻYWCZYCH

WARTOŚĆ BMI

• BMI (Body Mass Index) czyli wskaźnik masy ciała

uwzględnia relacje pomiędzy masą a powierzchnią ciała:

• BMI = masa ciała (kg) • wzrost2 (m)

• Wartości BMI dla osób dorosłych:

< 15 – wygłodzenie

15 – 17.4 – wychudzenie

17.5 – 18.4 – niedowaga

18.5 – 24.9 - wartość prawidłowa

25.0 – 29.9 – nadwaga

> 30 – różne stopnie otyłości

ZMIANY ZAWARTOŚCI KWASÓW TŁUSZCZOWYCH

SKŁAD TŁUSZCZÓW RÓŻNEGO

POCHODZENIA

Rzepak kanadyjski Krokosz barwierski Siemię lniane Słonecznik Kukurydza Oliwa z oliwek Olej sojowy Orzeszki ziemne Nasiona bawełny Smalec Palmowy Masło Kokosowy

IZOMERY KWASU

LINOLOWEGO

zwykł

y

sprzężo

ny

9cis,11tr

ans

c9-t11

CLA

sprzężony

10trans,12

cis

t10-c12

CLA

…to nie zawsze musi być Red

Bull…

Myszy z eksperymentalnie

wywołaną astmą, karmione

przez 6 tyg. paszą

wzbogaconą w CLA i VA

wykazują zmniejszenie reakcji

zapalnej i zmian

w drogach oddechowych

w porównaniu z osobnikami

otrzymującymi w paszy

dodatek mleka o zwykłej

zawartości kwasów

tłuszczowych.

Procesy

metaboliczne

w organizmie

MIĘŚN

IE

TKANKA

TŁUSZCZO

WA

WĄTROB

A

PROCESY LIPOLIZY I LIPOGENEZY

METABOLIZM AMINOKWASÓW

NEURO-HORMONAL CONTROL OF FOOF INTAKE;

BASIC MECHANISMS AND CLINICAL IMPLICATIONS

Konturek i wsp., J. Physiol. Pharmacol, 2005, 56 Suppl 6, 5-25

CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA POBIERANIE

POKARMU

↑GLUKO

ZA W

KRWI

↑INSULI

NA W

KRWI

↑GLUKAG

ON W

KRWI

HOROMONY

GI W KRWI ↑LEPTYNA

W KRWI

↑SMAKOWIT

OŚĆ

POKARMU STRE

S

ODRUCHY

WARUNKO

WE

POBUDZENIE RECEPTORÓW

ROZCIĄGANIA I

CHEMORECEPTORÓW PRZEWODU

POKARMOWEGO

↑TEMPERATU

RA CIAŁA

MÓZG

CZUCIE GŁODU

BEHAWIOR

POKARMOWY

PRZOD

O-

MÓZG

OWIE

PIEŃ

MÓZGU

POBIERA

NIE

POKARM

U OŚROD

EK

SYTOŚ

CI

PODWZG

ÓRZE

ROLA

LEPTYNY Pobieranie pokarmu ->

zużycie energii ↓

TKANKA TŁUSZCZOWA ↑Odkładania

tłuszczu ↑Sekrecji

leptyny ↓

↑ Stężenia leptyny w krwi

↓ PODWZGÓRZE

Zmieniona aktywność ośrodków

integrujących ↓

↓Pobierania pokarmu ↑Tempa

metabolizmu

DZIAŁANIE OREKSYN

OŚRODKOWE

DZIAŁANIE OREKSYN

LOKALNE

NEURO-HORMONAL CONTROL OF FOOF INTAKE;

BASIC MECHANISMS AND CLINICAL IMPLICATIONS

Konturek i wsp., J. Physiol. Pharmacol, 2005, 56 Suppl 6, 5-25

Pętle regulacyjne pobierania pokarmu: układy

homeostatyczne są nastawione na wzrost masy ciała i

magazynowanie tłuszczu w związku z ewolucyjną potrzebą

ochrony przed niedoborami – nie umiemy walczyć z

nadmiarem!

REGULACJA

POJEDYNCZEGO

POSIŁKU

CZUCIE

GŁODU I SYTOŚCI

NEURO-HORMONAL CONTROL OF FOOD INTAKE;

BASIC MECHANISMS AND CLINICAL IMPLICATIONS

Konturek i wsp., J. Physiol. Pharmacol, 2005, 56 Suppl 6, 5-25

Obwodowe sygnały,

przesyłane do

podwzgórzowych

ośrodków pobierania

pokarmu włóknami

czuciowymi nerwu

błędnego: uwalniana

w żołądku grelina

stymuluje pobieranie

pokarmu,

natomiast

rozciągnięcie żołądka,

CCK, leptyna, insulina

hamują pobieranie

pokarmu

NEURO-HORMONAL CONTROL OF FOOD INTAKE;

BASIC MECHANISMS AND CLINICAL IMPLICATIONS

Konturek i wsp., J. Physiol. Pharmacol, 2005, 56 Suppl 6, 5-25

Przeciwstaw

ne działanie

GRELINY i

LEPTYNY

na

pobieranie

pokarmu

POBIERANIE SYTOŚĆ