Cellen och vävnader SJSE11 Människan: biologi och hälsa 23 24 februari 2015 Annelie Augustinsson Innehåll Cellens utvecklig och utseende samt vävnader Cellkontakter Cellens beståndsdelar; proteiner, lipider och kolhydrater Cellmembranet; transportmekanismer, passiv och aktiv transport, membranpotential och aktionspotential Cytosol Cellorganeller; cellkärnan (DNA, celldelning och proteinsyntesen), ribosomen (proteinsyntesen), granulärt ER (proteinsyntesen), Golgiapparaten (proteinsyntesen) och mitokondrien (AT-produktionen) Kursmål Kunna redogöra för den friska och skadade cellen samt cellers adaption vid vävnadsskada. Kunna använda medicinsk terminologi på ett relevant sätt. 1
Cellernas storlekar Små sfäriska blodceller (några hundradels mm) Långsträckt nervcell Äggcell (~ 0,1 mm) 1 m Celldifferentiering Bild 3.11 Sand et al. Människokroppen Vävnader Epitelvävnad Enskiktat plattepitel Enskiktat kubiskt epitel Enskiktat cylinderepitel Flerskiktat plattepitel Övergångsepitel Muskelvävnad Skelettmuskulatur Hjärtmuskulatur Glatt muskulatur Stödjevävnad Benvävnad Hyalint brosk Fibröst brosk Elastiskt brosk Lucker fibrös bindväv Fast fibrös bindväv Fettväv Nervvävnad Flytande vävnad 2
Cellförbindelser Desmosom Tight junction Gap junction Bild 3.12 Sand et al. Människokroppen Cellens fasta beståndsdelar proteiner Aminosyra eptid rotein Cellens fasta beståndsdelar lipider Triglycerid Fosfolipid Kolesterol 3
Cellens fasta beståndsdelar kolhydrater Monosackarider olysackarid Disackarid Cellmembranets uppbyggnad Fosfolipider Kolesterol roteiner Kolhydrater Receptorer Cellmembran Intracellulär receptor Biologiskt svar Fettlösligt hormon Icke fettlösligt hormon Biologiskt svar Bild 3.3 Sand et al. Människokroppen Enzym Sekundär budbärare Receptor i cellmembranet 4
Enzym Substrat rodukt Aktivt centrum Enzym Transport genom cellmembranet assiv transport Sker utan tillskott av energi och är beroende av koncentrationsgradienten. Aktiv transport Kräver tillskott av energi och är helt oberoende av koncentrationsgradienten. assiva transporter Diffusion Transport av ämnen genom cellmembranet tills koncentrationen är lika på båda sidor om membranet. Osmos (osmotisk diffusion) Transport av vatten genom cellmembranet. Filtration Transport av vätska genom cellmembranet från ett vätskerum med högre hydrostatiskt tryck till ett vätskerum med lägre tryck. 5
Aktiv transport = Na/K-pumpen ECV 1. 2. Na + AT AD Na + K + Na + 3. 4. K + Transport av stora molekyler Endocytos = in i cellen inocytos = celldrickande Fagocytos = cellätande Exocytos = ut ur cellen Membranpotential Cellmembran Elektronneutral Elektronneutral Bild 2.23 Sand et al. Människokroppen 6
Vilomembranpotential Na + Cellmembran med: kanalprotein för diffusion av Na + transportprotein för transport av Na + och K + (Na/K-pump) K + kanalprotein för diffusion av K + K + -diffusion via motorvägar och Na + - diffusion via skogsstigar. Na/K-pump återställer koncentrationsskillnaden. Aktionspotential Signalsubstans Receptorstyrd Na + -kanal 1. Receptorstyrda Na + -kanaler öppnas när en signalsubstans binds till receptorn. Depolariseringen påbörjas. Aktionspotential Spänningsstyrd Na + -kanal 2. Spänningsstyrda Na + -kanaler öppnas när tröskelvärdet uppnås. Depolariseringen fortsätter. Aktionspotentialen har startat. 7
Aktionspotential Spänningsstyrd K + -kanal 3. Spänningsstyrda Na + -kanaler stängs och spänningsstyrda K + -kanaler öppnas. Repolarisationen påbörjas. Aktionspotential Na/K-pump 4. När membranpotentialen åter är nära vilovärdet stängs de spänningsstyrda K + -kanalerna. Lite för många K + brukar diffundera ut ur cellen så en lätt hyperpolarisering uppstår innan vilomembranpotentialen återskapas. Na/K-pumparna pumpar ut Na + och in K + och vilomembranpotentialen återupptas. Cellens strukturer Figur 1.2 Christensen, R. Anatomi och fysiologi för sjuksköterskor 8
Cellkärnan (nucleus) I alla celler som kan dela sig (föröka sig) finns cellkärnor. Cellkärnorna innehåller genetisk information, arvsmassa, det vill säga DNA (deoxyribonukleinsyra), som lagras och överförs från generation till generation. Cellkärnan (nucleus) Cellkärnan omges av ett dubbelt kärnmembran. Genom porer i membranet kan små molekyler och joner passera in i eller ut ur kärnan. Cellkärnan (nucleus) DNA-molekylen liknar en lång spiraltrappa. Trappstegen = kvävebaser Två baser = ett trappsteg Adenin + Tymin Cytosin + Guanin 9
Cellkärnan (nucleus) Tre kvävebaser bredvid varandra (triplett) bildar en mall för en aminosyra. De tripletter som tillsammans behövs för att bilda ett protein kallas en gen. Det totala antalet gener i en organism kallas genom. Triplett http://frank.itlab.us/photo_essays Cellkärnan (nucleus) Vanligtvis ligger DNA-molekylen i en enda röra inuti cellkärnan = kromatin. Vid celldelning sker en noggrann sortering och packetering i kromosomer. Cellkärnan (nucleus) Cellkärnan innehåller 46 kromosomer (23 kromosompar). 22 par kallas autosomala kromosomer. ar nr 23 kallas könskromosomer. 10
Celldelning Mitos Meios I kärnan Receptet roteinsyntesen Informationen överförs (receptet kopieras) Kopian = mrna å ribosomen olypeptiden syntetiseras I ER och i Golgiapparaten roteinet modifieras (veckas) och transporteras å det granulära ER finns ribosomer fästade. Nytillverkade proteiner förflyttas till ER för transport och modifiering. Nästan färdiga proteiner innesluts i blåsor (ER-membran) och förs till Golgiapparaten. roteinsyntesen 11
roteinsyntesen Efter modifiering i Golgiapparaten förpackas proteinerna i sekretblåsor som transporterar proteinerna ut i cytoplasman. roteinerna tillförs cellmembranet eller frisätts genom exocytos. Baka bullar (proteinsyntesen) Får uppmaning om att ta med till biblioteket (cellkärnan) för (DNA). bullar till skolan. Går att hitta en receptbok Hittar ett bra recept (en gen). Får inte låna hem receptboken. Tar en kopia (mrna). Tar med kopian hem till köket (cytosolen), där en stor bunke (ribosom) används. Alla ingredienser som står i receptet tillsätts till bunken i rätt ordning (trna + aminosyror). Efter att degen har fått jäsa en stund hälls den ut på bakbordet (granulärt endoplasmatiskt retikulum) och kavlas ut. Degen smöras, rullas ihop, skärs i bitar (modifiering) och placeras i formar (membranblåsa). Bullarna förflyttas till ugnen de bakas klart (ytterligare (Golgiapparaten) där modifiering). Bullarna tas ut ur ugnen och läggs i en påse (membranblåsa) för förflyttning (exocytos). AT-produktionen Mitokondrierna är cellens energifabriker. De producerar värme (70 90%) och AT (10 30%), som är den viktigaste formen av lagrad energi. AT = adenosintrifosfat Adenosin Adenosin Energi AT AD + Energi + 12
roteiner Kolhydrater Fett Aminosyror Monosackarider Glycerol Fettsyror I cytosolen Anaerob process I mitokondrien Aerob process Glykolys Acetyl-CoA Citronsyracykeln 1 glukosmolekyl 2 AT 2 puryvat 2 AT Elektrontransportkedjan Oxidativ fosforylering 34 AT CYTOSOL Glykolys Anaerob process 1 glukosmolekyl 2 pyruvat + 2 AT Aerob process Acetyl-CoA MITOKONDRIE Citronsyracykeln 2 AT Vatten Oxidativ fosforylering 34 AT Koldioxid Värme 13