Nova scientia

Biochemické základy dýchania organizmov

Dýchanie (respirácia) je proces, pri ktorom sa z organických látok (sacharidov) uvoľňuje energia chemických väzieb, ktorá je potrebná na všetky životné procesy organizmov.

Dej respirácie je opačný ako fotosyntéza:

C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O → 6 CO2 + 12 H2O

Prebieha v mitochondriách, pri oxidácii sa uvoľní také isté množstvo energie ako rastlina prijme pri fotosyntetickej asimilácii. Prvotným zdrojom energie sú sacharidy (glukóza)- rastliny glukózu syntetizujú v procese fotosyntézy a časť z nej využijú na respiráciu. Živočíchy musia sacharidy prijať v potrave a v tráviacom trakte ju rozložiť na glukózu, tá sa dostane do mitochondrií (energetické centrum bunky). Prebieha oxidácia a uvoľňovanie energie.

Oxidácia glukózy prebieha v 3 nasledovných dejoch:

→ anaeróbna glykolýza

→ Krebsov cyklus

→  Koncový dýchací reťazec

Pri oxidácii 1 molekuly C6H12O6 sa uvoľní také množstvo energie, ktoré bolo potrebné na jej syntézu.

1. Anaeróbna glykolýza

Glukóza sa 2x po sebe fosforyluje- ATP sa rozpadá na ADP, čím sa uvoľňuje energia

výsledná zlúčenina sa rozloží na dve triózy (sacharidy s 3 atómami uhlíka), dochádza k rozkladu za súčasného uvoľňovania energie → oxidácia začína byť energeticky pozitívna- znovu sa vytvára 2×2 ATP. Výslednou zlúčeninou je kyselina pyrohroznová, od ktorej môže prebiehať oxidácia 3 smermi:

1. mliečne kvasenie- je to anaeróbny dej, teda bez prístupu kyslíka, vzniká kyselina mliečna (môže vznikať aj vo svaloch

 pri námahe a nedostatočnom prísune O2, preto vzniká bolesť- svalová horúčka)

2. alkoholové kvasenie- výsledným produktom je etanol a CO2 (spôsobujú ho napr. kvasinky)

3. aeróbny dej- za prístupu O2, dochádza k oxidatívnej dekarboxylácii, teda sa uvoľní CO2, vzniknutá zlúčenina sa

naviaže na acetylkoenzým A a vstupuje do Krebsovho cyklu

2. Krebsov cyklus

Nazýva sa tiež citrátový cyklus, je to cyklická reakcia, pri ktorej dochádza k zmene trikarboxylových kyselín tak, že na 4- uhlíkatú kyselinu oxaloctovú sa naviaže 2- uhlíkatý acetylkoenzým A za vzniku 6- uhlíkatej kyseliny citrónovej (odtiaľ odvodený názov).

Postupne dochádza v 8 čiastkových reakciách k odštiepeniu 2 atómov C v podobe CO2 (2x dochádza ku dekarboxylácii), odštiepia sa aj 4 atómy H (dehydrogenácia).

Uvoľnená energia sa využije na vznik 1 molekuly GTP (guanozíntrifosfát) a molekuly FAD

(flavín adenín dinukleotid).

Konečným ziskom je 12 molekúl ATP a 4H, ktoré prechádzajú do poslednej fázy.

3. Koncový dýchací reťazec

Tieto reakcie prebiehajú na kristách mitochondrií, podstatou je postupný prenos atómov H cez systém redoxných prenášačov, pričom dochádza k rozdeleniu na protóny a elektróny.

e- sú prenášané na O2, ktorý sa tým aktivuje a zlučuje sa s H+ za vzniku molekúl H2O (vzniká tzv.

metabolická voda) . Uvoľnená energia je využitá na vznik 24 molekúl ATP.

V celom procese dýchania sa celkovo uvoľní 38 molekúl ATP. Časť z nich sa uvoľnuje v zmysle        

2. termodynamického zákona vo forme tepla.

VÍRUSY – NEBUNKOVÉ ORGANIZMY (Subcellulata)

Sú obligátne intracelulárne (vnútrobunkové) parazity, ktoré sa ako živé organizmy môžu prejaviť len vo vnútri hostiteľskej bunky, mimo nej sú len zložitou chemickou štruktúrou a nie sú schopné dlhodobo prežívať.

Stavba:

Virión- infekčná častica, skladá sa z bielkovinového obalu kapsída (kapsid), je tvorená identickými molekulami bielkovín- kapsomérami. Podľa ich usporiadania môžu byť vírusy s helikálnou štruktúrou (v tvare tyčinky) alebo sú v tvare mnohostenu- ikozaedrálna štruktúra.

Niektoré vírusy môžu mať nad kapsídou ďalší obal tvorený lipidmi, glykoproteínmi.

Vo vnútri viriónu sa nachádza nukleová kyselina (len DNA alebo RNA), ktorá môže byť lineárna alebo cyklická (dvojvláknová / jednovláknová).

Interakcia vírusu s hostiteľskou bunkou:

produktívna: prebieha rozmnožovanie- replikácia vírusov, v dôsledku ktorých nastane lýza a deštrukcia bunky

perzistentná (trvalá) fáza: nenastáva deštrukcia bunky, dochádza k rovnováhe medzi replikáciu vírusu a delením bunky

latentná (spiaca) fáza:  v bunke sa nedá dokázať vírus, prítomná je len nukleová kyselina, vírus sa prenáša aj do dcérskych buniek a za určitých okolností dôjde k replikácii (napr. vírus herpes)

transformácia buniek: onkovírusy- spôsobujú rakovinu, dôsledkom infekcie je zmena vlastností bunky, bunky strácajú kontaktnú inhibíciu → nezastaví sa delenie, bunky sa nediferencujú (nešpecializujú) a môžu sa prenášať na iné miesta → dôsledkom toho vznikajú nádory, metastázy

Životný cyklus:

1. Adsorpcia- je zachytenie viriónu  na povrch hostiteľskej bunky

2. Penetrácia- prienik viriónu do vnútra hostiteľskej bunky, nastáva dvoma spôsobmi:

a) bakteriofág- nepreniká do h. bunky celý, ale do nej len „vtláča“ svoju nukleovú kyselinu

b) živočíšne, rastlinné vírusy- prenikajú do hostiteľskej bunky celé

3. Eklipsa- v tejto etape vírus nie je identifikovateľný, bunka začne vytvárať protilátky (pretože  vírus je pre ňu cudzorodý materiál), tie rozložia bielkovinový obal a odhalí sa nukleová kyselina vírusu. Vďaka genetickej informácii vírusu sa začnú syntetizovať tzv. včasné proteíny, vďaka ktorým  prestáva hostiteľská bunka produkovať vlastné proteíny a replikuje namiesto svojej DNA vírusovú DNA. Po vytvorení niekoľkých stoviek kópií sa syntetizujú bielkovinové kapsídy.

4. Maturácia- kompletizujú sa virióny (kapsída + nukleová kyselina)

po lýze hostiteľskej bunky (jej rozložení) sa uvoľní veľký počet namnožených viriónov.

Klasifikácia vírusov, virózy

podľa typu hostiteľskej bunky rozlišujeme:

→ bakteriofágy

→ rastlinné vírusy

→ živočíšne vírusy

Bakteriofágy

sú to vírusy, ktoré napádajú bunky baktérií ( ich tvar je znázornený na predchádzajúcom obrázku)

Ich telo sa skladá z hlavičky tvorenej kapsídou, vo vnútri ktorej sa nachádza nukleová kyselina DNA, golierika, bičíka (chvostíka), bazálnej platničky zakončenej hrotmi a príchytnými (koncovými) vláknami. Ich genetická informácia je pomerne jednoduchá, mnohé majú len 3 gény. Pri rozmnožovaní vniká do hostiteľskej bunky len nukleová kyselina. Známy je λ (lambda) fág.

Rastlinné vírusy

prevládajú RNA vírusy, rozmnožujú sa len v rastlinných bunkách, spôsobujú rôzne ochorenia rastlín

najznámejšie sú: vírus tabakovej mozaiky (prejavuje sa žltými škvrnami na listoch),

                           vírus mozaiky zemiakov, vírus uhorkovej mozaiky

                          čiarkovitosť zemiakov- nekrotizované plody v tvare čiarok na listoch

                          zvinutka zemiaková- spôsobuje skrútenie listov…

Živočíšne vírusy

ich rozmnožovanie prebieha v živočíšnych a teda aj ľudských bunkách, rozlišujeme DNA a RNA vírusy.

a) DNA vírusy

adenovírusy- spôsobujú ochorenia dýchacích ciest a zápaly očných spojoviek, niektoré môžu byť aj onkogénne

papovavírusy- spôsobujú zhubné a nezhubné nádory, bradavice, patria sem aj papilomavírusy spôsobujúce rakovinu krčka maternice

herpesvírusy- často perzistentné, patrí sem herpes simpex, herpes zoster (spôsobujúce pásové opary)

usídľuje sa až v koreňoch miechových nervov ( bolestivé ochorenie)

vírus varicella- spôsobuje ovčie kiahne- horúčkovité ochorenie prejavujúce sa pľuzgierikmi

vírus Epstein- Barrovej- spôsobuje infekčnú mononukleózu, môže spôsobiť aj nádory v lymfatickej sústave, karcinóm nosohltanu

vírus hepatitídy A- spôsobuje infekčnú žltačku, B sérovú žltačku, C žltačky iného typu ako A a B

b) RNA vírusy

poliovírus- spôsobuje detskú obrnu, napáda CNS (centrálnu nervovú sústavu)

vírus kliešťovej encefalitídy, vírus žltej zimnice

vírus rubeoly (červienka)- viditeľnejšie drobné červené vyrážky sprevádzané vysokou teplotou

vírus príušníc- zápal príušných žliaz, mumps, môže dôjsť k napadnutiu CNS

vírus chrípky- influenza vírus skupiny A,B,C, dochádza k zápalovému ochoreniu dýchacích ciest (respiračné ochorenia), únava, bolesť svalov

vírus besnoty- bolesti hlavy, krku, svalstva, slinenie, hrozí smrť udusením

osobitnú skupinu tvoria retrovírusy- sú typické tým, že sa v nich nachádzajú dve identické jednovláknové molekuly RNA a enzým reverzná transkriptáza, spôsobuje prepis RNA do DNA, ktorá sa včlení do chromozómu bunky ako provírus, delením hostiteľskej bunky sa dostáva do dcérskych buniek. Pomocou RNA-polymerázy sa prepíše znovu do RNA vírusu. Na ribozómoch teda prebieha proteosyntéza bielkovín, ktoré vytvoria kapsídy viriónov.

Patrí sam napr. vírus HIV spôsobujúci AIDS, získané zlyhanie imunity (imunitnú nedostatočnosť)

vírus napáda T4- lymfocyty → tie už nie sú schopné produkovať protilátky a identifikovať cudzorodé látky →zlyháva imunitný systém jedinca

patria sem aj niektoré onkovírusy spôsobujúce leukémiu, nádory prsných žliaz

BAKTÉRIE (Bacteria)

Sú prokaryotické organizmy, ktoré sú prispôsobené najrozličnejším typom prostredia a dokážu žiť aj v extrémnych podmienkach

Sporulujúce baktérie môžu a nemusia meniť svoj tvar (spóru vytvárajú v čase nepriaznivých podmienok)

delíme na: z hľadiska výživy → heterotrófne

                                           → autotrófne

                z hľadiska prijmu kyslíka → anaeróbne- O2 je pre nich toxický

                                                     → aeróbne- O2 potrebujú

                                                     → fakultatívne anaeróbne- dokážu žiť aj pri malej koncentrácii O2

               podľa tvaru bunky → guľaté- koky, diplokoky, streptokoky, stafylokoky, sarcíny,

                                            → tyčinkovité- vibriá, spirily, spirochéty, clostridium, aktinomycéty

                                          → mykoplazmy- nemajú bunkovú stenu, majú neurčitý tvar, vytvárajú kolónie

podľa výskytu bičíkov → atrichá- bez bičíka

                                  → monotrichá – má len 1 bičík, pohyb dopredu

                                  → peritrichá – viac bičíkov po celom povrchu bunky, pohyb v ľubovoľnom smere

                                  → lofotrichá- viac bičíkov z jedného miesta

bakteriózy:

rastlinné:

Erwinia- spôsobuje odumretie buniek zásobných pletív (skladovaná zelenina)

živočíšne:

treponema pallidum- spôsobuje syfilis (lues), v prvých 2 fázach napáda pohlavné orgány, tvorí vredy, v poslednom štádiu ochorenia napáda CNS  → smrť

neisseria gonorea- spôsobuje kvapavku, zápaly pohlavných orgánov, sú sprevádzané sekréciou spočiatku redšieho neskôr hnisavého výlučku

neisseria meningitidis- zápal nosohltanu, hnisavé zápaly mozgových blán, často smrteľné ochorenie

salmonella- spôsobuje hnačkové ochorenie

salmonella typhi- spôsobuje brušný týfus

shigella dysentery- spôsobuje silné hnačky

vibrio cholera- spôsobuje choleru

Escherichia colli- spôsobuje horúčkovité ochorenie, môže napádať obličky

bordetella pertussis- čierny kašeľ, silný dusivý kašeľ, neliečený môže viesť k smrti

mycobacterium tuberculosis (Kochov bacil)- spôsobuje tuberkulózu (TBC), napadnuté miesta v pľúcach nekrotizujú, v týchto častiach sa ukladá vápnik, čo vyvoláva silný dráždivý kašeľ, vykašliavanie krvi  →smrť

stafylococcus pneumoniae, mycoplasma pneumoniae- zápal pľúc

hemofilus influenzae- zápaly dýchacích ciest, kĺbov, srdca

borrelia- lymská borelióza, ochorenie je prenášané kliešťom, zápal tkaniva okolo uštipnutia, zápal sa šíri ďalej a v strede bledne, môže prejsť na CNS, liečba antibiotikami

clostridium tetani- spôsobuje tetanus, vytvára neurotoxíny, ktoré spôsobujú kŕče svalstva a odumieranie nervových buniek

clostridium botulinum- produkuje botulotoxín- neprenášanervový vzruch  → prevencia vzniku mimických vrások

ARCHEÓNY

Sú jednobunkové prokaryotické organizmy, tvarom a stavbou sú podobné baktériám, odlišujú sa chemickým zložením.Ich bunková stena neobsahuje peptidoglykan. Odlišne prebieha aj prepis a preklad genetickej informácie.

Žijú v extrémnych podmienkach ako napr. vysoké teploty, kyslé pH, príliš slané prostredie.

Rozdeľujeme na:  → metanoarcheóny – redukujú CO2 vodíkom, vniká metán CH4, anaeróbne

                              → haloarcheóny- vysoký obsah NaCl 20-26%, napr. v Mŕtvom mori

                              → termoarcheóny- žijú v prostredí s teplotou 70- 110 °C

- vznikli u jednobunkových organizmov, čím je organizmus väčší a dokonalejší vo fylogenéze  ( historický vývoj organizmov od najjednoduchších až po cicavce ) potrebuje vyvinutejšiu telovú  tekutinu, obehový systém 

  funkcie telových tekutín : rozvádzajú výživné látky po tele, zbierajú odpadové látky, na určitom  vývojovom stupni začínajú rozvádzať dýchacie plyny, zabezpečujú  homeostázu- stálosť vnútorného prostredia, zároveň vytvárajú prepojenie medzi jednotlivými tkanivami, orgánmi

Hydrolymfa- ja najstaršia, najprimitívnejšia telová tekutina, u ploskavcov a ostnatokožcov  základ tvorí voda, jej zloženie je podobné vodnému prostrediu, kde tieto živočíchy žijú, obsahuje málo anorganických solí, neobsahuje farebné transportné bielkoviny, takže neprenáša dýchacie plyny, obsahuje voľne plávajúce amébovité bunky. Nie je vytvorená špecializovaná sústava na rozvoz hydrolymfy, cirkuluje v gastrovaskulárnej sústave (sústredená okolo tr. mechúrika- pŕhlivce)

Hemolymfa- (krvomiazga) je dokonalejšia ako hydrolymfa, dala základ krvi a miazge chordátov. Obsahuje väčší počet anorganických solí, organické látky ako napr. bielkoviny (farebné sa podieľajú na transporte dýchacích plynov), objavuje sa článkonažcov mäkkýšov, obrúčkavcov, cirkuluje v :

  a) otvorenej obehovej sústave- vylieva sa do telovej dutiny, napr. mäkkýše

  b) v uzavretej  obehovej sústave- napr. obrúčkavce                                    

Pri obrúčkavcoch sa objavuje tkanivový mok, neskôr sa vyskytuje až u stavovcov. Tvorí prostredie medzi bunkami ( bunky do neho vylučujú látky odpadové aj potrebné pre látkový metabolizmus ).

Jedine u stavovcov sa z tkanivového moku vytvára miazga (lymfa), ktorá cirkuluje v uzavretej lymfatickej sústave- tá prenáša splodiny (odpadové látky metabolizmu) aj živiny, podieľa sa na imunitných reakciách organizmu.

Najdokonalejšia telová tekutina je krv:

1. transportná funkcia- prenáša dýchacie plyny pomocou farebných bielkovín (hemoglobín), výživné aj odpadové látky, hormóny, enzýmy

2. imunitná funkcia

3. termoregulácia

4. koagulácia- schopnosť zrážať sa, zabraňuje veľkej strate krvi

Krv

• cirkuluje v uzavretej cievnej sústave
• tvorí 8-9% hmotnosti tela ( asi 5-6 l)
• zloženie krvi: 2/5 krvné bunky, 3/5 krvná plazma

krvné bunky: erytrocyty (červené krvinky)

                     leukocyty (biele krvinky)

                     trombocyty (krvné doštičky)

hemocytoblasty- kmeňové krvotvorné bunky, v ktorých sa obnovujú krvné bunky , nachádzajú sa hlavne v kostnej dreni (v prsnej kosti, ostatných dlhých kostiach)

sedimentácia- proces  usadzovania krvných buniek za jednotku času , prebieha v kapilárach

normálne hodnoty sedimentácie: po 1 hodine: muži (3-8 mm), ženy (3-10 mm)

                                                   po 2 hodinách: muži (6- 20 mm), ženy (6-20 mm)

Krvná plazma

žltkastá tekutina, 90% tvorí H2O, po odparení vody vzniká sušina, jej zloženie je nasledovné:

- anorganické látky- NaCl, NaCO3 sú dôležité pre udržanie stáleho osmotického tlaku a pH krvi   (7,4)

- organické látky

1. plazmatické bielkoviny:

albumíny- vytvárajú sa v pečeni a viažu na seba H2O, pri poruche koncentrácie albumínov v krvnej plazme sa voda zadržiava v tkanivách a nastáva zadržiavanie vody, vznik opuchov sú tiež prenášačmi enzýmov a pohlavných hormónov

globulíny- tvoria sa v lymfatickom tkanive, zohrávajú dôležitú úlohu v imunitnom systéme- imunoglobulíny zneškodňujú antigény (cudzorodé látky)

fibrinogén a protrombín- tvoria sa v pečeni, majú význam v procese zrážania krvi

2. sacharidy:

glukóza-dostáva sa z tráviacej sústavy z pečene, hladina cukru v krvi sa nazýva glykémia,koncentrácia je  ovplyvnená prijatou potravou, glukóza sa naväzuje na hormón inzulín, prechádza do buniek, kde sa v mitochondriách oxiduje, je teda zdrojom energie pri nedostatku inzulínu nastáva ochorenie diabetes mellitus (cukrovka)

3. lipidy:

cholesterol- HDL, LDL, hraničná hodnota cholesterolu na deciliter krvi je 200 miligramov (200 mg/dl), riziko infarktu alebo mozgovej porážky sa prudko zvyšuje  od 260 mg/ dl vysoký obsah cholesterolu LDL ( low density lipoproteín – „zlý cholesterol“) spôsobuje vznik usadenín na stenách krvných ciev

4. Iné

Ďalšie látky prítomné v krvnej plazme sú aldehydy, ketóny, acetón- vznikajú rozpadom vyšších mastných karboxylových kyselín, môžu spôsobiť metabolické poruchy.

Odpadovým produktom bielkovín (dusíkatých látok, pretože základom sú aminokyseliny) je močovina (urea), ktorá môže pri zvýšenej koncentrácii kryštalizovať v kĺboch (ochorenie dna)

iné: hormóny, enzýmy, vitamíny

Erytrocyty (červené krvinky)

Vznikajú v červenej kostnej dreni (je to najaktívnejšie tkanivo ľudského tela, nachádzajú sa tu hemocytoblasty, vekom sa do kostnej drene ukladá tuk a mení sa na žltú kostnú dreň).

Proces tvorby erytrocytov sa nazýva erytropoéza a je riadená hormónom erytropoetínom, ktorý je produkovaný v obličkách.

Ich životnosť je 90 – 120 dní a zanikajú rozpadom (hemolýzou) v slezine, kde sa uvoľňuje a rozpadá hemoglobín, ktorý sa využije pri tvorbe žlčových kyselín (napr. bilirubín)

Rozdiel v počte erytrocytov u mužov a žien vzniká pôsobením pohlavných hormónov v puberte. Ich počet je teda u mužov 4,3-5,3*10 na 12/l krvi, ženy majú 3,8- 4,8* 10 na 12/l krvi.

Červené krvinky u cicavcov sú bezjadrové bunky- nastáva extrúzia (vypudenie jadra) prebieha v kostnej dreni, všetky ostatné stavovce majú červené krvinky s jadrom

Hlavný význam extrúzie je zvýšenie objemu transportovaného kyslíka, majú bikonkávny tvar, čím sa zväčšuje plocha na transport dýchacích plynov.

V ich cytoplazmatickej membráne je viazaný hemoglobín (Hb). Ide o tetrapyrolový komplex obsahujúci dvojmocný katión železa Fe+2. Jeho molekula sa teda skladá zo 4 podjednotiek , pričom každá z nich je tvorená farebným hémom obsahujúcim železo a proteínovým reťazcom- globínom

Je schopný viazať kyslík – 1 g Hb viaže 1,39 ml O2. Denne sa rozpadá  asi 7- 8 g hemoglobínu a rovnaké  množstvo sa teda musí znovu vytvoriť.Preto je potrebné prijímať potravu s vysokých obsahom Fe, napr. mäso, vnútornosti (pečeň), ryby, ulitníky, z rastlinnej potravy sú bohaté na železo celozrnné výrobky, strukoviny,zemiaky, orechy, cesnak, mrkva či huby. Množstvo Hb u žien je 120-158 g/l krvi u mužov je jeho množstvo vyššie a to 135- 170 g/l krvi.

Percentuálne zastúpenie objemu červených krviniek v celkovom objeme krvi označujeme ako hematokrit (HTK).

Leukocyty (biele krvinky)

Sú krvné bunky zodpovedné za imunitné reakcie- obrane voči antigénom (cudzorodé látky). Ich počet je menší ako počet erytrocytov, závisí tiež od zdravotného stavu (napr. pri zápaloch je ich počet vyšší). Vznikajú taktiež v kostnej dreni, sú to pravé bunky- majú jadro.

Sú schopné fagocytózy (spôsob prijímania potravy, pri ktorom prelievaním cytoplazmy bunka vytvára panôžky a nimi obklopí  a pohltí antigén). Rozlišujeme mikrofágy- bunky s obmedzenou schopnosťou fagocytózy a makrofágy (monocyty) so zvýšenou schopnosťou fagocytózy

Ďalšou zaujímavou vlastnosťou je diapedéza- schopnosť zmeniť svoj tvar a prechádzať cez póry v krvnej cieve bez jej poškodenia

Podľa tvaru jadra a zrnitosti delíme leukocyty na granulocyty a agranulocyty.

1. Granulocyty- majú viditeľne zrnitú cytoplazmu (obsahujú graná), patria sem 3 typy leukocytov.

Patria sem: a) Neutrofily(neutrofilné granulocyty)- sú najmenej schopné fagocytózy, sú teda mikrofágy. Sú  najpočetnejším druhom leukocytov  u dospelého človeka. Ich zastúpenie predstavuje 57-67 %, ich veľkosť je 10-12 mikrometrov, majú ružové sfarbenie a sú charakteristické segmentovaným jadrom, pričom sa počet segmentov starnutím bunky zvyšuje

               b)Eozinofily (eozinofilné granulocyty)- majú slabú schopnosť fagocytózy, ich počet sa  zvyšuje pri alergických reakciách, predstavujú iba 1-3 % leukocytov,  ich rozmer je 13- 14 μm , sú to červené granule s dvojlaločnatým jadrom

                c) Bazofily (bazofilné granulocyty)- ich graná obsahujú histamín a heparín, uplatňujú sa pri alergiách, majú najmenšie zastúpenie- len 0- 1 %, veľkosť 10 μm, majú tmavo fialové granule a esovité jadro

2. Agranulocyty-  nemajú graná v cytoplazme

patria sem: a) lymfocyty- delia sa podľa funkcie v imunitných reakciách na lymfocyty typu T,B a  NK (nulové), predstavujú 24- 40 %, majú veľkosť 6-8 μm, majú úzky lem modrej cytoplazmy a obsahujú veľké guľaté jadro

T- lymfocyty vznikajú v kostnej dreni, ale dozrievajú až v detskej žľaze týmus,  potom sa uvoľňujú do krvného riečišťa, kde riadia imunitné reakcie, riadia aktivitu ostatných bielych krviniek,  zaujímavosť: vírus HIV napáda práve T4-lymfocyty, preto organizmus sám nedokáže ničiť rozmnožujúce sa virióny

B- lymfocyty vznikajú aj dozrievajú už v kostnej dreni, na svojom povrchu majú  receptory (pamäťové bunky) rozoznávajúce antigén, riadia akým spôsobom bude prebiehať imunitná  reakcia, sú tiež schopné si „zapamätať“ určitý druh antigénu ( preto máme niektoré choroby len raz za život- napr. ovčie kiahne)

              b) monocyty- v krvi sa nachádzajú ako nezrelé bunky, v tkanivách dozrievajú a stávajú sa makrofágmi, majú vysokú fagocytárnu kapacitu, ich  veľkosť je 15- 25 μm ich zastúpenie je 3- 8 %, majú modrú cytoplazmu a obličkovité jadro

Imunita:

Rozlišujeme nešpecifickú imunitu- prirodzená  (vrodená) odolnosť organizmu voči cudzorodým   mikroorganizmom, teda antigénom. Patrí sem celistvosť kože a sliznice, sliny (dezinfekcia)

špecifická imunita- je riadená T a B- lymfocytmi, sú zamerané na určitý druh antigénu

 pasívna imunita- zabezpečené vpichnutím hotovej protilátky

 aktívna imunita- telo si samo vyprodukuje látky potrebné na imunitné reakcie a zapamätá si (vďaka B- lymfocytom) na aké ochorenie účinkuje daný imunoglobulín

 Trombocyty (krvné doštičky)

sú to najmenšie telieska krvi nepravidelného tvaru vznikajúce v červenej kostnej dreni oddeľovaním z megakaryocytov, nemajú jadro a ich priemer je 2- 4 μm, ich životnosť je krátka, asi 4 dni

pri náraze na stenu poranenej cievy sa rozpadajú a uvoľňujú doštičkové faktory: fibrinogén, protrombín, tromboplastín, Ca2+, proakcelerín, akcelerín, konvertín, plazmatické globulíny

Hemostáza- znamená zástava krvácania, prebieha v nasledovných dejoch:

1. reakcia ciev v mieste poranenia

2. činnosť trombocytov

3. hemokoagulácia- zrážanie krvi

4. fibrinolýza- odstránenie fibrínu

Mechanizmus zrážania krvi:

pri náraze na poranenú cievu sa krvné doštičky rozpadajú a uvoľňujú tak doštičkové faktory, ktoré medzi sebou navzájom reagujú:

reakciou Ca2+ a ostatných DF sa aktivuje trombokináza, tá pôsobí na zmenu protrombínu na trombín (za prítomnosti vitamínu K). Účinkom trombínu a iných DF sa fibrinogén premení na pevnú formu- nerozpustnú bielkovinu FIBRÍN

Sieť fibrínových vlákien  uzatvára poranenú cievu, kde sa zachytávajú krvné doštičky a iné krvné bunky, takúto pevnú zátku nazývame TROMBUS.

Posledné štádium tvorí fibrinolýza- uvoľnenie, odstránenie fibrínu, je spôsobená látkou plazmín. Je opakom zrážania krvi.

Pri narušení rovnováhy medzi zrážaním krvi a fibrinolýzou môžu nastať komplikácie, napr. ochorenie hemofília- porucha zrážania krvi, zvýšená krvácavosť, je to dedičné ochorenie.

Alebo trombóza- chorobná zrážanlivosť, zrazeniny vznikajú aj bez porušenia ciev

Krvné skupiny človeka

systém AB0 bol definovaný v roku 1901- Karl Landsteuer

                                             1907- Jan Janský

definovaný na základe prítomnosti 2 zložiek:

1. zložka aglutinogén- chemická látka nachádzajúca sa v biomembráne erytrocytov, rozlišujeme aglutinogén A, B
2. zložka aglutinín- nachádza sa v krvnej plazme, aglutinín anti B nachádzajúci sa v krvnej skupine A zráža červené krvinky obsahujúce aglutinogén B v krvnej skupine B. Z toho dôvodu sa krvné skupiny nemôžu miešať.

V krvi sa definuje tiež Rh- faktor

názov je odvodený  od opice Macacus rhesus ( vrešťan hrdzavý)- u nej bol systém Rh pozorovaný 1x. Najväčší význam má aglutinogén D, ak je prítomný, tak je človek Rh pozitívny (Rh+) ak nie je prítomný, je človek Rh negatívny (Rh-).

Základné princípy spracovania potravy:

1) oxidáciou prijatých látok získavame energiu

2) potrebné látky pre rast

3) látky na syntézu regulačných látok (hormóny, enzýmy), ktoré regulujú priebeh metabolických reakcií

Spracovanie potravy:

1. mechanické spracovanie-rozdrvenie potravy, napr. mäkkýše- radula, vtáky- svalnatý žalúdok…

2. chemické spracovanie – prebieha pomocou tráviacich enzýmov, ktoré sa produkujú v závislosti od úrovne tráviacej sústavy, ide o enzymatické štiepenie zložitejších látok na jednoduchšie

a) vnútrotelové trávenie (intrasomatické)- procesy trávenia prebiehajú vo vnútri organizmu

• bunkové trávenie (intracelulárne) – prebieha vo vnútri buniek, je typické pre jednobunkové organizmy, je to fylogeneticky najstarší spôsob spracovania
• mimobunkové trávenie (extracelulárne) -je trávenie typické pre mnohobunkové organizmy, vytvárajú sa orgány, v ktorých trávenie prebieha.Je typické pre hlístovce, mäkkýše, obrúčkavce, stavovce.

Spôsoby výživy živočíchov:

a) bylinožravce (herbivora): živočíchy, ktoré prijímajú len rastlinnú potravu, majú prispôsobený tráviaci trakt, prijímanie len rastlinnej  potravy nepokrýva energetické nároky – konzumujú veľké množstvo (až 100 litrov denne), majú 3 predžalúdky : BACHOR, KNIHA, ČEPIEC a vlastný žalúdok SLEZ, dlhé črevo, celuiloidné baktérie- celulóza je polysacharid, ktorý vedia rozložiť len bylinožravce za  pomoci c. bakt. Tak získajú potrebné množstvo energie ( u ostatných je celulóza vláknina, pomáha peristaltike)

b) mäsožravce (karnivora): konzumujú len mäsitú potravu, majú kratší tráviaci trakt, hnilobné baktérierozkladajú natrávené zvyšky                                                                                                             

c) všežravce ( omnivora): rovnaká TS ako mäsožravce

Trávenie jednobunkovcov:´

vnútrobunkové trávenie, môže prebiehať nasledovne:

a) voľnou difúziou- výživné látky difundujú cez CM, napr. vodné jednobunkovce, parazity v tráv. Trakte

b) fagocytóza- typická pre améby, leukocyty

c) ústočkami- napr. črievička

Trávenie mnohobunkovcov:

nezmar- tvorí rozhranie medzi vnútrobunkovým a mimobunkovým travením, potrava sa cez otvor (anus) dostáva do tráviacej dutiny, kde bunky prijímajú potravu fagocytózou, nestrávené zvyšky vyvrhuje rovnakým otvorom

medúza- tiež patria k pŕhlivcom, mechúrik má výbežky po celom tele medúzy- GASTROVASKULÁRNA SÚSTAVA

obrúčkavce, hlístovce- TS sa skladá z 3 častí: ústny otvor, črevo, análny otvor

mäkkýše- v ústnom otvore RADULA (mechanické spracovanie potravy), hltan, rozšírená časť čreva-  prvotný žalúdok, črevo, análny otvor. HEPATOPANKREAS- tráviaca žľaza, u vyšších živočíchov sa vyvinula pečeň a pankreas, produkuje tráviace enzýmy- do prednej časti čreva

článkonožce(hmyz) 1x sa objavujú slinné žľazy, ktoré napomáhajú trávenie, alebo zabraňujú zrážaniu krvi

Trávenie chordátov:

bylinožravce: 3 predžalúdky- slabo mechanicky rozdrvená potrava prechádza do bachora, kde dochádza k čiastočnému natráveniu       potravy a enzymatickým reakciám, celuloidné baktérie začínajú rozkladať celulózu na menšie sacharidové jednotky, potrava sa vracia do ústnej dutiny na dokonalé mechanické spracovanie, potom prechádza cez knihu a čepiec do vlastného žalúdka, kde prebieha úplný chemický rozklad

vtáky:majú HRVOĽ- napučanie potravy, ich žalúdok sa skladá z 2 častí- svalnatý žalúdok (mechanické spracovanie), žlaznatý žalúdok (chemický rozklad)

TS: ústna dutina (cavum oris)

      hltan (pharynx)

      pažerák (oesophagus)

      žalúdok (gaster, ventriculus)

      tenké črevo (intenstinum tenue)

      hrubé črevo (intenstinum crassum)

      konečník (rectum)

CAVUM ORIS- ústna dutina

- začína sa kožnými záhybmi pery (labia)- tvorené kruhovým svalstvom, zabezpečuje ovládanie pier, prijímaniu potravy, mimike, artikulácii, je ohraničená tvrdým a mäkkým podnebím

- do ú.d. vyúsťujú slinné žľazy: príušná (glandula parotis)

                                        podsánková (glandula submandibularis)

                                          podjazyková (glandula sublingualis)

sliny- zloženie:99% tvorené vodou, organické látky- hlienovitá látka MUCÍN, enzýmy (amylázy)- PTYALÍN anorganické látky 0.3%funkcia: spájajú rozomletú potravu, napomáhajú prehĺtaniu, majú dezinfekčnú funkciu- ničia baktérie, vírusy,  produkciu slín ovplyvňujú aj vonkajšie podnety, denne sa tvorí asi 1.5 litra

jazyk (lingua)- tvorí ho priečne pruhované svalstvo, na povrchu papily a chuťové poháriky, pohyblivý a citlivý orgán                         jazyková mandľa, krčné mandle- lymfoidné tkanivo

zuby (dentes) drobia potravu, sú tvarovo prispôsobené, aby sa potrava mohla:

rezať- rezáky (dentes incisivi)

trhať- očné zuby (dentes canini)

deliť- črenové zuby (dentes premolares)

drobiť- stoličky (dentes molares)

dreňová dutina je prestúpená cievami, zuby sú upevnené v zubnom lôžku pomocou väzivových vláken

dočasný (mliečny)chrup- 20 zubov (8 rezákov, 4 očné zuby, 8 stoličiek)

definitívny chrup- 32 zubov (8 rezákov, 4 očné zuby, 8 črenových zubov, 12 stoličiek)

PHARYNX- HLTAN

- posúva rozomletú potravu obalenú mucínom do pažeráka, podieľa sa na dôležitom reflexnom deji- prehĺtanie

-v hornej časti ústia nosové choány, dolná časť do pažeráka

- nosohltan- najvyššie položená časť hltana, do ktorej choánami ústi nosová dutina, v bočnej stene sú  otvory, kde sa začína Eustachova trubica- končí v strednom uchu, slúži na vyrovnávanie tlaku, zároveň je cestou šírenia infekcie, v blízkosti je nosová mandľa

-ústna časť hltana- je otvorená do ústnej dutiny, podráždenie vyvolá hltací reflex, podnebná mandľa

-hrtanový úsek hltana- je najkratší, dochádza k prekríženiu tráviacej a dýchacej sústavy, na hrtane je príklopka, ktorá sa v čase prehĺtania zatvorí

OESOPHAGUS- PAŽERÁK

- svalová rúra dlhá 25-28cm, ktorá spája hltan a žalúdok, prechádza cez bránicu, horná časť 2/3 pažeráka tvorené priečne pruhovaným svalstvom, dolná časť 1/3 hladká svalovina

- svalovina vykonáva pri prehĺtaní peristaltické pohyby- sústo sa posúva sťahovaním svaloviny

- v pokoji sú steny pažeráka priložené k sebe

ŽALÚDOK ( gaster, ventriculus)

- nachádza sa na ľavej strane tesne pod bránicou , má vakovitý tvar

- pažerák vchádza do úseku zvaného KARDIA, na kardiu nadväzuje vlastné telo žalúdka corpus doprava nadol sa zužuje do rúrovitého konca PYLORUS- vrátnik, otvára sa až keď je potrava natrávená chýmus

- je tvorený hladkou svalovinou- nie je ovládaný vôľou (činnosť hladkého svalstva riadia časti CNS parasympatikus a sympatikus)

- má 2 funkcie: mechanické premiešavanie potravy a chemický rozklad

zloženie žalúdočnej šťavy:

HCl- vytvára silno kyslé prostredie(s pH 1-2)- usmrcuje mikroorganizmy, uľahčuje trávenie mäsitej potravy, chráni vitamíny B1,B2,C, aktivuje neaktívny pepsinogén na pepsín, podieľa sa na ionizácii Fe*3 na Fe*2- potrebný na  tvorbu hemoglobínu

pepsín- enzým, ktorý začína trávenie bielkovín- hydrolyticky štiepi väzby medzi aminokyselinami, vylučuje sa v neúčinnej forme pepsinogén, ktorý sa účinkom HCl v žalúdku aktivuje na pepsín

chymozín- enzým, ktorý zráža mliečne bielkoviny, vytvára sa len dojčatám, dospelým chýba

žal. lipáza- štiepi lipidy, má malý význam- uplatňuje sa len na začiatku trávenia (pri pH 6-7)

mucín- je hlienovitá látka, ktorá obaľuje vnútornú stenu žalúdka chráni ju pred natrávením vlastnými enzýmami, pri porušení mucínovej vrstvy pepsín rozkladá žalúdočnú stenu 

TENKÉ ČREVO (Intestinum tenue)

- dĺžka 3-5m s priemerom asi 3cm

- vnútro tvorí riasinkový epitel- obsahuje klky (villi)- sú drobné výbežky sliznice, cez ktoré sa roztrávené živiny vstrebávajú do krvi a krvou do pečene, plocha klkov v čreve je asi 40 m2

- medzi klkmi sú žliazky produkujúce črevnú šťavu

- TČ má 3 funkčne odlišné časti: dvanástnik (duodenum)

                                             lačník (jejunum)

                                             bedrovník (ileum)

duodenum- časť TČ, kde prebieha chemický rozklad potravy

jejunum, ileum- vstrebávanie látok do cievneho systému, z tejto časti odchádza vrátnicový krvný obeh, výživné látky sa odvádzajú do pečene (hlavné metabolické centrum)

črevná šťava obsahuje:

erepsín- štiepi bielkoviny na aminokyseliny

lipáza- štiepi tuky na glycerol a mastné kyseliny

amyláza- štiepi škrob na jednoduché cukry

enterokináza- aktivuje trypsinogén (neúčinná forma, produkuje ho pankreas) na trypsín

ribonukleáza, deoxyribonukleáza- štiepia nukleové kyseliny na nukleotidy

- do prednej časti TČ vyúsťujú pečeň (produkuje žlč) a pankreas ( produkuje trypsinogén)

HRUBÉ ČREVO (Intestinum crassum)

- koncový úsek tráviacej rúry asi 1.5m a priemerom 5-7cm

- TČ vstupuje do HČ na pravej strane, prvá časť HČ sa nazýva slepé črevo (caecum), z ktorého vyrastá červovitý prívesok (appendix vermiformis) 10-15cm dlhý, predpokladá sa, že je rudimentom po bylinožravcoch

- časťami HČ sú vzostupný, priečny, zostupný úsek

- žijú tu kvasné a hnilobné baktérie- kvasné kvasia celulózu a sacharidy na alkohol, metán a vodík, hnilobné rozkladajú bielkoviny na sírovodík, fenol a mastné kyseliny, črevné baktérie produkujú vitamín K a vitamíny komplexu B

- zvyšky potravy zostávajú v HČ 8-12 hodín, nastáva zahustenie, vzniká stolica, stolicu odvádza konečník

KONEČNÍK (Rectum)

5-10cm, tvorený priečne pruhovaným svalstvom- dá sa ovládať vôľou, sliznica je hladká, produkuje hlieny, jeho činnosť ovláda defekačný reflex

PEČEŇ (Hepar)

- najväčšia žľaza v ľudskom tele (asi 1,5 kg)

- je uložená v bránicovej klenbe na pravej strane, skladá sa z 2 lalokov (pravý pečeňový lalok, ľavý p.l.)

- miesto, kde sa stretávajú sa nazýva vráta pečene(porta hepatis)- do pečene vchádzajú cievy,žlčovod

- na vnútornej strane sa nachádza žlčník (vesica fellea)- má vakovitý tvar, zhromažďuje sa v ňom žlč,

- cez sliznicu sa zo žlče absorbuje- vstrebáva množstvo vody- mení sa na kašovitú hmotu, sťahovaním sa dávkuje do TČ

- základom pečene sú lobuli hepatis- pečeňové lalôčiky, ktoré sú tvorené radom pečeňových buniek- HEPATOCYTY, medzi  lalôčikmi sú cievy, žlčovody zberajú žlč, odvádzajú ju do centrálneho kanálika, ktorý vedie do žlčníka

- cievy sem privádzajú krv z vrátnicového obehu, vstupuje vrátnicová žila- vena porte- z pečene vychádza tepna odvádzajúca krv (obsahuje metabolity, ktoré vznikli v pečeni), tepna sa odčleňuje z aorty- privádza okysličenú krv do pečene, ktorá má veľké nároky na kyslík, prebiehajú oxidačné reakcie, katabolizmus (rozkladné reakcie), anabolizmus (syntéza)

- pečeň je schopná dokonalej regenerácie

Pankreas- podžalúdková žľaza

• je uložená za žalúdkom, je asi 28 cm dlhá
• produkuje trypsinogén, ktorý sa v tenkom čreve premieňa na trypsín
• obsahuje Langerhansove ostrovčeky- endokrinné bunky, produkujú hormón inzulín, ktorý zodpovedá za transport glukózy z krvi do buniek, pri jeho nedostatku nastáva ochorenie diabetes mellitus (cukrovka)

metabolická dráha sacharidov:

oxidácia na glukózu, pečeň prehodnocuje energetický stav organizmu (glukóza- zdroj energie pre bunky, zvyšnú glukózu premieňa na glykogén- zásobný živočíšny sacharid, ktorý funguje ako okamžitý zdroj, nadbytok glukózy sa premieňa na lipidy- druhotný zdroj energie) amylázy- ústna dutina, žalúdok, tenké črevo, pankreas

metabolická dráha lipidov:

rozkladajú sa na mastné karboxylové kyseliny a alkoholovú zložku, z nich sa syntetizuje cholesterol („zlý cholesterol“ ukladá sa v cievach- ateroskleróza, „dobrý cholesterol“ podporuje prenos nervového vzruchu, základ pre tvorbu testosterónu, lipázy- žalúdok (len čiastočne), tenké črevo (lipáza,  žlčové kyseliny)

metabolická dráha bielkovín:

rozkladajú sa na aminokyseliny, začínajú sa tráviť v žalúdku (chymozín, pepsín),TČ (trypsín)