GOSPODARKA WODNO
advertisement
WYMIANA WODY I JONÓW W RÓŻNYCH ŚRODOWISKACH Woda Śluz Nabłonek Płyn śródmiąższowy Płyn zewnątrzkomórkowy Naczynie krwionośne Komórka (erytrocyt) Płyn zewnątrzkomórkowy (osocze) 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 NEFRONUjednostki funkcjonalnej nerki Torebka Bowmana Kanalik bliższy Kora nerki Torebka Bowmana Kanalik dalszy Kanalik bliższy Kanalik dalszy Kanalik zbiorczy Pętla Henlego Nefron korowy Rdzeń nerki Kanalik zbiorczy Pętla Henlego Nefron przyrdzenny 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 Kłębuszek Gradient ciśnienia onkotycznego Gradient ciśnienia hydrostatycznego Światło torebki Bowmana Ciśnienie hydrostatyczne w torebce 15 mmHg 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 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 W PĘTLI NEFRONU Im więcej soli opuszcza płyn w ramieniu wstępującym, tym wyższe jest zasolenie płynu śródmiąższowego Im wyższe jest stężenie płynu przechodzącego do ramienia wstępującego, tym więcej soli jest pompowane do otaczającego płynu śródmiąższowego POJĘCIE PROGU NERKOWEGO NA PRZYKŁADZIE GLUKOZY Filtrat Resorpcja Mocz Próg nerkowy PLAMKA ZBITA I APARAT PRZYKŁĘBUSZKOWY Torebka Bowmana Aparat przykłębkowy Tętniczka odprowadzająca Kanalik dalszy Tętniczka doprowadzająca Światło torebki Bowmana Kanalik bliższy Kapilara kłębuszkowa Tętniczka odprowadzająca Kanalik dalszy Plamka zbita Kierunek przepływu krwi Tętniczka doprowadzająca Komórki aparatu przykłębkowego APARAT PRZYKŁĘBKOWY Podocyty Komórki mesangium Tętniczka odprowadzająca Włókno współczulne Komórki przykłębkowe Tętniczka doprowadzająca Kanalik dalszy 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 (Journal of Physiology, Agre 2002) Motyw NPA- asparagina, prolina, alanina (Structure and function of channels, Fujiyosh i wsp., 2001) AQP2 – KANAŁ REGULOWANY WAZOPRESYNĄ Komórka nabłonka kanalika zbiorczego Pod wpływem wazopresyny: Integracja pęcherzyków zawierających AQP2 z błoną Wzrost ekspresji genu aqp2 (Fizjologia zwierząt, Nielsen i wsp.; 1998) Choroba związana z dysfunkcją AQP2: Komórka nabłonka kanalika Moczówka zbiorczego prosta (15 litrów moczu dziennie) po podaniu 100pM wazopresyny (Fizjologia zwierząt, Nielsen i wsp.; 1998) DZIAŁANIE ANP/BNP CLIN EXP PHARMACOL PHYSIOL, 2004, 31: 791-794 wydalanie mocznika PIERWOTNA i WTÓRNA JAMA CIAŁA MEZODERMA EKTODERMA ENDODERMA ROBAKI PŁASKIE - ACELOMATA – zwierzęta parenchymatyczne (bez jamy ciała) MEZOEKTODERMA ENDODERMA ŚWIATŁO JELITA EKTO- MEZODERMA ENDODERMA CELOMA CELOMA ŚWIATŁO JELITA NICIENIE – PSEUDOCELOMATA CELOMA leży między ekto- i endodermą ŚWIATŁO JELITA PIERŚCIENICE – CELOMATA CELOMA znajduje się w obrębie mezodermy Powstanie celomy wiąże się z wyodrębnieniem „jelita jednokierunkowego”, czyli OTWÓR POBIERANIE POKARMU NOZDRZA OCZY ZĘBY IDENTYFIKACJA POKARMU OBRÓBKA MECHANICZNA JĘZYK PRZEŁYK PRZEWÓD POKARMOWY GIT TRAWIENIE CHEMICZNE ŻOŁĄDEK PRZYSWAJANIE - WCHŁANIANIE JELITA USUWANIE POZOSTAŁOŚCI DEFEKACJA UKŁAD POKARMOWY CZŁOWIEKA MECHANICZNE ROZDRABNIANIE POKARMU TRAWIENIE CHEMICZNE W KWAŚNYM ŚRODOWISKU GŁÓWNE TRAWIENIE I WCHŁANIANIE ODZYSKIWANIE WODY USUWANIE ZBĘDNYCH 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 MIĘŚNIÓWKO WY SPLOT POD-AUERBACHA ŚLUZÓWKOW Y MEISNERA 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 ŻOŁĄD EK ODBY T ŻOŁĄDE K OWADO ŻERNE KRÓTKI E JELITO BRAK JELITA ŚLEPEG ROŚLINO ŻERNE NIEPRZE ŻUWAJĄC E ŻOŁĄDE K ODBYT MODYFIKACJE UKŁADU POKARMOWEGO PRZEŁYK ŻWACZ CZEPIEC KSIĘGI TRAWIE NIEC JELITO ŚLEPE PĘTLA JELITA PRZEŁYK ŻOŁĄDE ROŚLINOŻERNY PRZEŻUWACZ: K 4-KOMOROWY ŻOŁĄDEK ze SZCZEGÓLNIE DUŻYM ŻWACZEM, DŁUGIE JELITA CIENKIE i GRUBE JELITO ŚLEPE ODB YT ODBYT MIĘSOŻE RCA: KRÓTKIE JELITA CIENKIE i GRUBE, MAŁE JELITO ŚLEPE PRZEWÓD POKARMOWY PRZEŻUWACZA 4-KOMOROWY ŻOŁĄDEK PRZEŻUWACZA JELITO CIENKIE ŻWACZ PRZEŁYK CZEPIE C TRAWIENI KSIĘGI 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 M cell - komórki z mikrofałdami SED – wypukłość podśluzówkowa TDA - obszar zależny od grasicy Nature Reviews Immunology 3, 331-341 (April DZIENNE SPOŻYCIE RÓŻNYCH PRODUKTÓW SPOŻYWCZYCH • Produkty mleczne i jaja – 39,25% • Mięso i produkty zbożowe – 13% i 13,25% • Warzywa – 26,5% • Owoce – 8% Źródło: USDA, 1994 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 sprzężony c9-t11 10trans,12 CLA 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 ↑SMAKOWIT OŚĆ POKARMU STRE ↑INSULI NA W KRWI MÓZG CZUCIE GŁODU S ODRUCHY WARUNKO WE POBUDZENIE RECEPTORÓW ROZCIĄGANIA I CHEMORECEPTORÓW PRZEWODU POKARMOWEGO ↑GLUKAG ON W KRWI HOROMONY GI W KRWI ↑LEPTYNA W KRWI ↑TEMPERATU RA CIAŁA BEHAWIOR POKARMOWY PRZOD OPOBIERA MÓZG NIE OWIE POKARM U OŚROD EK SYTOŚ CI PIEŃ MÓZGU PODWZG ÓRZE ROLA LEPTYNY Pobieranie pokarmu -> zużycie energii TKANKA ↓ TŁUSZCZOWA ↑Odkładania tłuszczu ↑Sekrecji ↑ Stężenia leptyny leptyny w krwi ↓ ↓ PODWZGÓRZE Zmieniona aktywność ↓Pobierania ośrodków pokarmu integrujących 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 CZUCIE GŁODU I SYTOŚCI REGULACJA POJEDYNCZEGO POSIŁKU Pętle regulacyjne pobierania pokarmu: układy homeostatyczne są nastawione na wzrost masy ciała i 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, NEURO-HORMONAL CONTROL OF FOOD INTAKE; BASIC MECHANISMS AND CLINICAL IMPLICATIONS Konturek i wsp., J. Physiol. Pharmacol, 2005, 56 Suppl 6, 5-25 SYTOŚĆ POBIERANIE Przeciwstaw ne działanie GRELINY i LEPTYNY na pobieranie pokarmu
