NOTATKI NA I KOŁO Z BIOLOGII MEDYCZNEJ

APOPTOZA

Dwie drogi śmierci komórek:

NEKROZA –

śmierć w wyniku działania czynników uszkadzających

APOPTOZA –

indukowane samobójstwo

NEKROZA:

a) uszkodzenie mechaniczne;
b) wystawienie na działanie czynników toksycznych;
c) komórki lub organy (mitochondria) pęcznieją na skutek zaburzenia zdolności błon

komórkowych do kontrolowania przepływu jonów i wody;

d) zawartość komórek wycieka na zewnątrz, prowadząc do stanów zapalnych;

APOPTOZA:

a) komórki kurczą się;
b) na ich powierzchni pojawiają się pęcherzyki;
c) chromatyna (jądrowy DNA skompleksowany z białkami) ulega kondensacji na obrzeżach

jądra;

d) jądro rozpada się a komórka dzieli się na ciałka apoptotyczne;
e) ciałka te usuwane są przez makrofagi;

APOPTOZA – DLACZEGO WYSTĘPUJE:

1. Programowana śmierć komórki jest niezbędna dla prawidłowego rozwoju – prawidłowy

rozwój organizmów wielokomórkowych polega na eliminacji określonych komórek w
procesie apoptozy.
Przykłady: tworzenie się palców w zarodku ludzkim wymaga eliminacji w wyniku apoptozy
błony między palcami; utrata komórek tworzących ogon u kijanki podczas przekształcania się
w dojrzałą żabę odbywa się na drodze apoptozy;

2. Programowana śmierć komórki jest niezbędna dla wyeliminowania komórek które stanowią

zagrożenie dla całego organizmu.
Przykłady: komórki zainfekowane przez wirusy; komórki z uszkodzonym DNA; komórki
rakowe;

APOPTOZA MOŻE BYĆ URUCHOMIONA NA SKUTEK:

1. Wycofania pozytywnych sygnałów (do pozytywnych sygnałów należą np. czynnik wzrostu

neuronu).

2. Odbioru negatywnych sygnałów (do negatywnych sygnałów należą np. ultrafiolet,

chemioterapia, promieniowanie X, aktywatory śmierci).

MECHANIZM APOPTOZY:

FAZA WZBUDZENIA – zainicjowanie apoptozy w wyniku działania czynników apoptotycznych;
FAZA WYKONAWCZA – włączenie programu śmierci (za tę decyzję odpowiedzialny jest szereg genów,
których białkowe produkty stymulują lub hamują program apoptozy);
FAZA ZNISZCZENIA – fragmentacja DNA, rozbicie cytoszkieletu, formowanie ciałek apoptotycznych,
fagocytoza;

KASPAZY – GŁÓWNE BIAŁKA APOPTOZY:

Kaspazy – wewnątrzkomórkowe enzymy proteolityczne. Działają na zasadzie reakcji łańcuchowej:
aktywowanie jednej cząsteczki prowadzi do uruchomienia innych i skierowanie komórki na drogę
apoptozy. Aktywacja kapaz zachodzi w obecności czynników aktywujących.

DROGI AKTYWACJI KASPAZ:

a) Białko p35;
b) Białko BcL;
c) Receptory Fas i TNF;
d) Pefroryny i granzymy;

CZYNNIK INDUKUJĄCY APOPTOZĘ – AIF (APOPTOSIS INDUCING FACTOR)

Czynnik indukujący apoptozy jest białkiem zlokalizowanym w przestrzeni międzybłonowej
mitochondrium. Kiedy komórka otrzyma sygnał, że powinna umrzeć mitochondrium uwalnia AIF
który migruje do jądra komórkowego, wiąże się z DNA i rozpoczyna jego degradację i w efekcie
śmierć komórki.

APOPTOZA A CHOROBY WIRUSOWE:



wirus ospy krowiej stosowany w produkcji szczepionki przeciwko ospie prawdziwej produkuje

białko inaktywujące Kaspazy;



wirus brodawczaka przyczyniający się do powstania raka szyjki macicy inaktywuje induktor

apoptozy;

APOPTOZA A NOWOTWORY:



komórki czerniaka bronią się przed apoptozą hamując ekspresję genu kodującego Apaf – 1;



w wielu nowotworach zahamowanie mechanizmu apoptozy jest konsekwencją uszkodzeń w

materiale genetycznym komórki;

APOPTOZA A SYSTEM IMMUNOLOGICZNY:



choroby autoimmunologiczne charakteryzują się ograniczeniem apoptozy autoreaktywnych

limfocytów T;



przeżywające limfocyty T z cechami autoagresji wywołują apoptozę komórek zdrowych,

prowadząc do wystąpienia takich schorzeń jak toczeń rumieniowaty czy reumatoidalne
zapalenie stawów;

APOPTOZA A CHOROBY UKŁADU NERWOWEGO:



choroby zwyrodnieniowe ośrodkowego układu nerwowego (choroba Alzheimera) stanowią

przykład jak z niewyjaśnionych przyczyn dochodzi do wzbudzenia apoptozy neuronów;



przypuszcza się, że przyczyną apoptozy neuronów jest wzrost koncentracji reaktywnych form

tlenu lub niedobór czynnika wzrostu neuronów albo nadmiar neuroprzekaźników;

APOPTOZA W SERCU I MÓZGU:



zablokowanie naczyń krwionośnych dostarczających krew do mięśnia sercowego czy mózgu

prowadzi do śmierci wielu neuronów;



komórki umierają w wyniku nekrozy;

KOMÓRKA NERWOWA

POBUDZENIE

– zmiana właściwości błony komórkowej lub metabolizmu komórkowego pod wpływem

czynników działających z zewnątrz komórki, czyli pod wpływem bodźców (substancje chemiczne).

POBUDLIWOŚĆ

– zdolność reagowania na bodziec.

Substancje chemiczne w płynie zewnątrzkomórkowym wiążą się z

RECEPTORAMI

w błonie

komórkowej, otwierają kanały dla jonów lub aktywują enzymy w niej zawarte.

TKANKI POBUDLIWE

szybko odpowiadające na bodźce zbudowane są z:

a) komórek nerwowych i ich wypustek;
b) komórek mięśniowych;

POTENCJAŁ SPOCZYNKOWY BŁONY KOMÓRKOWEJ

Ujemny potencjał elektryczny występujący w spoczynku pomiędzy wnętrzem komórek tkanek
pobudliwych a płynem zewnątrzkomórkowym.
-60 do -80 mV – komórki nerwowe

-80 do -90 mV – komórki mięśniowe poprzecznie prążkowane

TRANSPORT PRZEZ BŁONY KOMÓRKOWE

1. TRANSPORT BIERNY – zgodnie z gradientem stężeń, nie wymaga nakładu energii;

a) dyfuzja prosta;
b) dyfuzja ułatwiona (nośnikowa)

2. TRANSPORT AKTYWNY – przeciwko gradientowi stężeń, wymaga nakładu energii;

a) pompa sodowo potasowa;

POMPA SODOWO – POTASOWA



białko enzymatyczne znajduje się w błonie komórkowej;



transportuje na zasadzie antyportu Na

+

i K

+

przeciw gradientowi stężeń;



energię czerpie z hydrolizy ATP do ADP w obecności Mg

2+

;

OPTYMALNA PRACA POMPY SODOWO – POTASOWEJ:



stały dopływ do komórek tlenu i substancji energetycznych (glukoza);



stała resynteza ATP z ADP i fosforanu w procesie oddychania komórkowego;



stałe odprowadzanie z komórek produktu rozpadu substancji energetycznych CO

2

;



odpowiedni stosunek [Na

+

] do [K

+

] w płynie zewnątrzkomórkowym;



odpowiednia temperatura dla procesów enzymatycznych wewnątrzkomórkowych

(37 stopni);

NEURON

– około 1 bilion w organizmie człowieka; jest podstawową jednostką strukturalną i

czynnościową OUN; stosunkowo niewielka liczba występuje poza tym układem – w zwojach
nerwowych;
FUNKCJE: przekazywanie informacji zakodowanych w postaci impulsów nerwowych;

CIAŁA NEURONÓW – miejsce metabolizmu i syntezy składników komórkowych.
Zsyntetyzowana cytoplazma (wraz z niektórymi organellami) przepływa przez aksony:

a) PRZEPŁYW ORTODROMOWY AKSOPLAZMY (od ciała neuronu do zakończeń aksonu)



szybki (400 mm na dobę)



wolny (0,5 – 10 mm na dobę)

b) PRZEPŁYW ANTYDROMOWY AKSOPLAZMY (wsteczny)



200 mm na dobę np. czynnik wzrostu nerwów

TYPY NEURONÓW

1. W zależności od liczby wypustek odchodzących od ciała komórki:

a) komórka dwubiegunowa;
b) komórka rzekomojednobiegunowa;
c) komórka wielobiegunowa;

2. W zależności od długości wypustek:

a) Golgi I – długie wypustki osiowe, służą do przewodzenia między odległymi okolicami

układu nerwowego (około 1.2 m długości);

b) Golgi II – krótkie wypustki, przewodzą impulsy pomiędzy sąsiednimi lub blisko

położonymi ośrodkami;

AKSONY

– przewodzą impulsy nerwowe w jednym kierunku od ciała neuronu do zakończenia aksonu:

a) włókna rdzeniowe – otoczone osłonką mielinową;
b) włókna bezrdzeniowe – brak osłonki mielinowej;

OSŁONKA MIELINOWA

– w OUN utworzona jest przez OLIGODENDROCYTY, w obwodowym układzie

nerwowym przez NEUROLEMOCYTY, które owijając się kilkakrotnie wokół aksonów tworzą tę
osłonkę ze swojej błony komórkowej ułożonej w kilka warstw.
FUNKCJA – ochrona mechaniczna; izolator elektryczny aksonu – wytwarza duży opór dla przepływu
prądów jonowych, zwiększa szybkość przewodzenia przy małej średnicy włókna;

PRZEWĘŻENIA RANVIERA

– występują w odstępach 0.5 do 1.5 mm i stanowią miejsce gdzie akson

jest odsłonięty (styka się z płynem tkankowym i wykazuje liczne kanały jonowe dla Na

+

i K

+

.

DENDRYTY

– zazwyczaj liczne, rozgałęzione i krótsze od aksonów, przewodzą impulsy nerwowe w

kierunku do ciała komórkowego.

POTENCJAŁ CZYNNOŚCIOWY

IMPULS NERWOWY – przesuwanie się fali
depolaryzacji od miejsca zadziałania bodźca na
błonę komórkową, aż do zakończenia neuronu.
Impulsy przekazywane są z jednej komórki
nerwowej na drugą za pośrednictwem
zakończenia aksonów.

SYNAPSA

– miejsce stykania się ze sobą błony komórkowej zakończenia aksonu z błoną komórkową

drugiej komórki.

SYNAPSY – PODZIAŁ:

1. Ze względu na rodzaj przekaźnictwa:

a) elektryczne (koneksony)
b) chemiczne (neuroprzekaźniki)

2. Ze względu na swoje umiejscowienie i rodzaj stykających się elementów:

a) nerwowo – nerwowe:



aksono – dendrytyczne



aksono – somatyczne



aksono – aksonalne

b) nerwowo – mięśniowe;

MODULATORY SYNAPTYCZNE – biologicznie aktywne peptydy uwalniane z pęcherzyków
synaptycznych w czasie egzocytozy oddziałujące na błony presynaptyczne i postsynaptyczne.
Wykazują działanie torujące lub tłumiące np. wazopresyna, oksytocyna, somatostatyna.

KONTROLA EKSPRESJI GENÓW

Substancje chemiczne, przede wszystkim
peptydy są wstecznie transportowane do
ciała neuronu z przestrzeni synaptycznej
lub płynu międzykomórkowego gdzie po
wniknięciu do jądra komórkowego
oddziałują na aparat genetyczny. Dochodzi
do przyspieszenia lub opóźnienia

procesu

transkrypcji mRNA dla

modulatorów

synaptycznych, białek receptorowych i
kanałowych, enzymów uczestniczących w
syntezie transmiterów.

SUMOWANIE PRZESTRZENNE
IMPULSACJI:

wzrastanie

postsynaptycznego potencjału
pobudzającego w miarę zwiększania się
liczby synaps jednocześnie przekazujących
pobudzenie.

SUMOWANIE W CZASIE:

kolejne

występujące po sobie postsynaptyczne
potencjały pobudzające częściowo
nakładają się na siebie i coraz bardziej
depolaryzują błonę komórkową.

PRZEWODZENIE IMPULSÓW WE WŁÓKNACH BEZRDZENIOWYCH –

fala depolaryzacji przesuwa się w

sposób ciągły, za nią następuje repolaryzacja.
Prędkość przewodzenia 0.5 – 2 m/s.
Czas trwania potencjału czynnościowego – 2ms.

PRZEWODZENIE IPULSÓW WE WŁÓKNACH RDZENNYCH –

depolaryzacja przesuwa się skokowo i

obejmuje odcinki błony komórkowej w coraz dalszych cieśniach węzłów w których jest największa
gęstość kanałów jonowych.
Prędkość przewodzenia – od kilku do 120 m/s.
Czas trwania potencjału czynnościowego – 0.5 ms.

GRUPY WŁÓKIEN NERWOWYCH:

1. POD WZGLĘDEM CZYNNOŚCIOWYM:

a) aferentne (dośrodkowe) - przewodzą impulsy z obwodu do ośrodków;
b) eferentne (odśrodkowe) - przewodzą impulsy z ośrodków na obwód;

2. POD WZGLĘDEM CZYNNOŚCIOWYM MORFOLOGICZNYM:

a) włókna grupy A – mają osłonkę mielinową, dzielą się na



,



,



,



;

b) włókna grupy B – mają osłonkę mielinową, należą do układu autonomicznego (na

zakończeniach uwalnia się Ach), prędkość przewodzenia 3 – 15 m/s;

c) włókna Cs – nie mają osłonki mielinowej, na ich zakończeniach uwalnia się

noradrenalina, są to włókna współczulne zazwojowe;

d) włókna C d.r. – nie mają osłonki mielinowej, są to włókna aferentne wstępujące do

rdzenia kręgowego;

TKANKA GLEJOWA –

komórki tkanki łącznej układu nerwowego zapewniające neuronom

podstawowe funkcje życiowe:

a) MAKROGLEJ – najliczniej reprezentowany przez

astrocyty,

funkcje: dostarczanie składników

odżywczych, usuwanie produktów przemiany wewnątrzkomórkowej, zdolność mnożenia się,
wypełnianie ubytków pourazowych;

b) OLIGODENDROCYTY – wytwarzają osłonki wokół włókien nerwowych, odżywianie neuronów;
c) MIKROGLEJ – zdolność pochłaniania produktów rozpadu neuronów, zdolność poruszania się;