Zhrnutie na Základy bunkovej fyziológie

## Úvod Organizmus cicavcov je zložený z buniek, ktoré tvoria tkanivá, orgány a systémy. Fyziológia buniek skúma štruktúru a funkciu buniek, mechanizmy transportu látok, komunikáciu medzi bunkami a základné organely, ktoré umožňujú život bunky. > Definícia: Bunka je základná živá stavebná jednotka organizmu, schopná získať energiu, rozmnožovať sa, vylučovať splodiny a reagovať na prostredie. ## 1. Základné stavebné prvky a organizácia ### Typy buniek a úroveň organizácie - Štyri základné typy buniek: **svalové**, **nervové**, **spojivové**, **epitelové**. - Súbor buniek rovnakého typu = **tkanivo**. - Kombináciou tkanív vznikajú **orgány**; viacero orgánov = **systém**. > Definícia: Orgán je štruktúra zložená z rôznych tkanív, ktorá plní špecifickú funkciu v organizme. ### Integrácia funkcií - Fyziológia skúma funkcie od molekúl cez bunky až po celý organizmus. - Vyšší stupeň integrácie prináša nové funkcie, ktoré nie sú len súčtom častí. Fun fact: Bunka vajíčka obsahuje kompletný genetický materiál pre celý organizmus, preto je jednou bunkou postačujúcou na vznik celého jedinca po oplodnení. ## 2. Veľkosť bunky a plazmatická membrána - Priemerná bunka: $10$–$20\ \mu m$, rozsah $2$–$120\ \mu m$. - Hrúbka plazmatickej membrány: $6$–$10\ \text{nm}$. ### Plazmatická membrána — stavebné zložky - Hlavné zložky: **fosfolipidy**, **cholesterol**, **proteíny**. - Fosfolipidová dvojvrstva: hydrofilné hlavy smerujú do vody, hydrofóbne reťazce do stredu. - Cholesterol zvyšuje rigiditu membrány a ovplyvňuje fluiditu. - Lipid rafty a kaveoly sú oblasti bohaté na cholesterol a proteíny. > Definícia: Fluidita membrány znamená schopnosť lipidov a proteínov laterálne sa pohybovať v dvojvrstve. ### Membránové proteíny — funkcie - Štrukturálne súčasti membrány - Ionové pumpy (napr. Na-K-ATP-áza, Ca-ATP-áza) - Nosiče (transportéry glukózy) - Iónové kanály (napäťovo/ligandovo/mechanicky riadené) - Receptory (hormóny, neurotransmitery) - Enzýmy - Antigény (rozpoznávanie vlastného) > Definícia: Integrálne proteíny prenikajú membránou; periférne sú viazané len na jednej strane. ### Membránový potenciál - Vnútorná strana membrány je negatívnejšia, typický pokojový potenciál približne $-70\ \text{mV}$. ## 3. Hlavné organely a ich funkcie ### Cytoplazma - Tekutina vyplňujúca bunku okrem jadra. - Koncentrácie iónov: Na$^+$ v extracelulárnej tekutine $\,140\ \text{mmol·L}^{-1}$, v bunke $\,10\ \text{mmol·L}^{-1}$; K$^+$ v extracelulárnej tekutine $\,4\ \text{mmol·L}^{-1}$, v bunke $\,160\ \text{mmol·L}^{-1}$. - Pomery udržiava Na-K-ATP-áza (3 Na$^+$ von za 2 K$^+$ dnu) s využitím ATP. ### Jadro a jadierko - Jadro obsahuje genetickú informáciu (23 párov chromozómov). - Jadierko syntetizuje rRNA a montuje ribozómové podjednotky. ### Mitochondrie - Miesto aerobickej syntézy ATP (dýchací reťazec, cyklus kyseliny citrónovej). - Majú vnútorné záhyby (cristae), vonkajšia membrána obsahuje enzýmy biologickej oxidácie. ### Endoplazmatické retikulum (ER) - Drsné ER (ribozómy) — syntéza a úprava proteínov. - Hladké ER — detoxikácia, syntéza lipidov a steroidov. ### Ribozómy - Miesto syntézy bielkovín podľa mRNA; 65% rRNA a 35% proteínov. ### Golgiho aparát - Úprava a balenie proteinov do vezikúl pre sekréciu alebo membránovú inzerciu. ### Lyzozómy - Obsahujú tráviace enzýmy, rozkladajú cudzorodé častice a opotrebované štruktúry. ### Cytoskelet: mikrotubuly a filamenty - Udržiavajú tvar bunky, umožňujú pohyb a intracelulárny transport. - Aktínové filamenty a myozín v svalových bunkách zabezpečujú kontrakciu. Fun fact: Mnohé bunky majú stovky až tisíce mitochondrií; bunky s vysokou spotrebou energie (napr. srdcový sval) ich majú zvlášť veľa. ## 4. Mechanizmy transportu látok Prehľad: látky vstupujú a vystupujú z bunky pasívnymi aj aktívnymi mechanizmami, alebo pomocou vezikúl. ### 4.1 Transport vezikulami (bez priameho prieniku cez membránu) - Exocytóza: vezikuly splynú s plazmatickou membránou a uvoľnia obsah von. Vyžaduje zvýšenie intrabunkovéh