Cellen och vävnader

2015-02-13
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 (ATP-produktionen)
Kursmål
• Kunna redogöra för den friska och skadade cellen
samt cellers adaption vid vävnadsskada.
• Kunna använda medicinsk terminologi på ett
relevant sätt.
1
2015-02-13
Cellernas storlekar
Små sfäriska blodceller (några hundradels mm)
Äggcell (~ 0,1 mm)
Långsträckt nervcell
1m
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
2015-02-13
Cellförbindelser
Desmosom
Tight junction
Gap junction
Bild 3.12 Sand et al. Människokroppen
Cellens fasta beståndsdelar – proteiner
Aminosyra
Peptid
Protein
Cellens fasta beståndsdelar – lipider
Fosfolipid
Triglycerid
Kolesterol
3
2015-02-13
Cellens fasta beståndsdelar – kolhydrater
Monosackarider
Polysackarid
Disackarid
Cellmembranets uppbyggnad
•
•
•
•
Fosfolipider
Kolesterol
Proteiner
Kolhydrater
Receptorer
Cellmembran
Intracellulär receptor
Fettlösligt hormon
Biologiskt svar
Icke fettlösligt hormon
Biologiskt svar
Bild 3.3 Sand et al. Människokroppen
Enzym
Sekundär budbärare
Receptor i cellmembranet
4
2015-02-13
Enzym
Substrat
Produkt
Aktivt
centrum
Enzym
Transport genom cellmembranet
Passiv transport
Sker utan tillskott av energi och är beroende
av koncentrationsgradienten.
Aktiv transport
Kräver tillskott av energi och är helt
oberoende av koncentrationsgradienten.
Passiva 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
2015-02-13
Aktiv transport = Na/K-pumpen
ECV
ICV
1.
2.
P
Na+
ATP
ADP
Na+
Na+
K+
3.
4.
P
K+
Transport av stora molekyler
ISV
ICV
Endocytos = in i cellen
•
•
Exocytos = ut ur cellen
Pinocytos = ”celldrickande”
Fagocytos = ”cellätande”
Membranpotential
ISV
Cellmembran
ICV
Elektronneutral
Elektronneutral
Bild 2.23 Sand et al. Människokroppen
6
2015-02-13
Vilomembranpotential
ISV
Na+
Cellmembran med:
kanalprotein för
diffusion av Na+
transportprotein för
transport av Na+ och
K+ (Na/K-pump)
kanalprotein för
diffusion av K+
K+
ICV
K+-diffusion via ”motorvägar” och Na+diffusion via ”skogsstigar”. Na/K-pump
återställer koncentrationsskillnaden.
Aktionspotential
Signalsubstans
ISV
Receptorstyrd Na+-kanal
ICV
1. Receptorstyrda Na+-kanaler öppnas när en
signalsubstans binds till receptorn.
Depolariseringen påbörjas.
Aktionspotential
Spänningsstyrd Na+-kanal
ISV
ICV
2. Spänningsstyrda Na+-kanaler öppnas när
tröskelvärdet uppnås.
Depolariseringen fortsätter.
Aktionspotentialen har startat.
7
2015-02-13
Aktionspotential
ISV
Spänningsstyrd K+-kanal
ICV
3. Spänningsstyrda Na+-kanaler stängs och
spänningsstyrda K+-kanaler öppnas.
Repolarisationen påbörjas.
Aktionspotential
ISV
ICV
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
2015-02-13
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
2015-02-13
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.
Par nr 23 kallas könskromosomer.
10
2015-02-13
Celldelning
Mitos
Meios
Proteinsyntesen
I kärnan
”Receptet”
Informationen överförs (receptet kopieras)
Kopian = mRNA
På ribosomen
Polypeptiden syntetiseras
I ER och i Golgiapparaten
Proteinet modifieras (veckas) och
transporteras
Proteinsyntesen
På 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.
11
2015-02-13
Proteinsyntesen
Efter modifiering i
Golgiapparaten
”förpackas”
proteinerna i
sekretblåsor som
transporterar
proteinerna ut i
cytoplasman.
Proteinerna 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).
ATP-produktionen
Mitokondrierna är cellens energifabriker. De
producerar värme (70 – 90%) och ATP (10 – 30%),
som är den viktigaste formen av lagrad energi.
ATP = adenosintrifosfat
P
P
P
Adenosin
ATP
P
P
P
Energi
Adenosin
ADP + Energi + P
12
2015-02-13
Proteiner
Kolhydrater
Aminosyror
Monosackarider
Fett
Glycerol
Fettsyror
I cytosolen
Anaerob
process
Glykolys
I mitokondrien
1 glukosmolekyl
2 ATP
2 puryvat
Acetyl-CoA
Aerob
process
Citronsyracykeln
2 ATP
Elektrontransportkedjan
Oxidativ fosforylering
34 ATP
CYTOSOL
Anaerob process
Glykolys
1 glukosmolekyl
2 pyruvat + 2 ATP
MITOKONDRIE
Aerob process
Acetyl-CoA
Citronsyracykeln
Vatten
Koldioxid
Oxidativ fosforylering
2 ATP
34 ATP
Värme
13