predavanje_1
predavanje_1
predavanje_1
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
Biologija človeka<br />
Nosilec: prof. dr. Marjan S. Rupnik
Izvajalci predmeta Biologija človeka<br />
• prof. dr. Marjan S. Rupnik, univ. dipl. biol<br />
• prof. dr. Marko Kreft , univ. dipl. biol<br />
• asist. Primož Pirih , univ. dipl. biol
Vloga predavatelja<br />
• predstavlja literaturo na področju<br />
• povezuje predavanja in vaje<br />
• spremlja interese in razvoj študentov<br />
• usmerja študente<br />
• promovira študente (priporočila)
Poslušalci<br />
• predstavitev<br />
• pričakovanja<br />
• predznanje<br />
• najljubše področje Fiziologije<br />
• preverjanje predznanja
Predavanja<br />
• torek<br />
• približ. 10-krat<br />
• začetek točno ob 12:00<br />
• zamujanje, prehranjevanje in<br />
druge aktivnosti med<br />
predavanji<br />
• tabla, primeri na računalniku<br />
• Uravnavanje notranjega okolja<br />
• Osnove vzdražnosti in celična signalizacija<br />
• Senzorični sistem:<br />
• - telesne zaznave (dotik, temperatura, bolečina)<br />
• - vid<br />
• - sluh<br />
• - okus in voh<br />
• Motorični sistem:<br />
• - spinalni refleksi<br />
• - nadzor položaja telesa in gibanja<br />
• Avtonomni živčni sistem<br />
• Višje funkcije živčnega sistema<br />
• Biološke ure<br />
• Presnova in endokrini sistem<br />
• …<br />
Cilj:<br />
• pregled Fiziologije<br />
• diskusija teme<br />
• vir za vprašanja na izpitu
Izpiti<br />
• izpitni roki (glej oglasi)<br />
Literatura:<br />
• pisni<br />
• kodeks oblačenja in<br />
obnašanja<br />
Mader Human Biology<br />
Faller in Schuenke Human biology (Der Koerper des<br />
Menschen)<br />
Bresjanac in Rupnik, Temelji fiziologije<br />
http://www.mf.uni-mb.si/fizio/biologija/<br />
Cilj:<br />
• preverjanje znanja iz integracije fiziologije<br />
• viri seminarji, predavanja, izbrana literatura<br />
• obvladovanje literature
Inštitut za fiziologijo<br />
• dva inštituta<br />
• anatomija...<br />
• fiziologija<br />
• več dejavnosti<br />
• raziskovalna<br />
• strokovna<br />
• pedagoška<br />
• kodeks obnašanja<br />
• elektronska pošta<br />
marjan.rupnik@uni-mb.si<br />
• govorilne ure (posameznik in<br />
skupina)<br />
• oglasna deska z informacijami<br />
na spletu<br />
Cilj:<br />
• raziskovalno delo, ustvarjanje novega znanja<br />
• podiplomsko izobraževanje<br />
• mednarodna skupina
Cilji predavanja<br />
• uvod v fiziologijo<br />
• notranje okolje, homeostaza, povratne zveze<br />
• stacionarno razmerje ionov prek membrane<br />
•POMEN IONSKIH KANALOV s<br />
kliničnimi primeri<br />
• vloga medcelične komunikacije
Znanost o logiki življenja<br />
Medicina jutri je fiziologija danes.<br />
Terapija zastoja srca<br />
(nitroglicerin, acetilsalicilna kislina, heparin, morfin)<br />
2 stoletji fizioloških raziskav, 5 Nobelovih nagrad
Fiziologija
Življenski procesi<br />
• presnova<br />
• odzivnost<br />
• gibanje<br />
• rast<br />
• diferenciacija<br />
• reprodukcija
Notranje okolje<br />
Na + 142 138-146 115-175 mmol/l<br />
K + 4,2 3,8-5,0 1,5-9,0 mmol/l<br />
Ca 2+ 1,2 1,0-1,4 0,5-2,0 mmol/l<br />
Cl - 108 103-112 70-130 mmol/l<br />
HCO<br />
-<br />
3 28 24-32 8-45 mmol/l<br />
glukoza 4,3 3,8-5,1 1-30 mmol/l<br />
teles. T 37,0 37,0 18,3-43,3 o<br />
C<br />
pH 7,4 7,3-7,5 6,9-8,0
Homeostaza<br />
• je vzdrževanje stalnosti notranjega okolja.<br />
• vsi sistemi v telesu, oziroma življenski procesi so<br />
homeostatirani.<br />
Claude Bernard (1813-1878)
Homeostatsko strogo uravnavani parametri<br />
• arterijski tlak<br />
• volumen zunajcelične<br />
tekočine<br />
• temperature telesnega<br />
jedra<br />
• kisik v plazmi<br />
• K + , Ca 2+ , H +<br />
• Ca 2+ , Na +<br />
• ATP<br />
• sistem>notranje okolje>celica<br />
• omrežja povratnih zvez,<br />
tekmovanje<br />
• ravnotežje in stacionarno stanje<br />
– poraba energije<br />
• prioritete<br />
• adaptabilnost
Negativna povratna zveza<br />
vhodni signal<br />
uravnavana<br />
količina<br />
receptor<br />
nastavljena<br />
vrednost<br />
Negativna<br />
povratna<br />
zveza<br />
kontrolni center<br />
efektor<br />
izhodni signal
Homeostaza: povratne zveze<br />
arterijski tlak (mmHg)<br />
• negativna povratna zveza<br />
• pozitivna povratna zveza<br />
čas (minute)
Membranska fiziologija<br />
1) vloga v celični komunikaciji<br />
2) je selektivno prepustna za snovi.<br />
Snovi prehajajo membrano glede na topnost v<br />
maščobah, velikost, električni naboj ter prisotnost<br />
kanalov in prenašalcev.
Sestava tekočin različnih predelkov organizma<br />
topljenec plazma plazma brez beljakovin intesticij celica<br />
Na + 142 153 145 15<br />
K + 4.4 4.7 4.5 120<br />
Ca 2+ 1.2 (ioniziran) 1.3 1.2 0.0001<br />
2.5 (skupni)<br />
Mg 2+ 0.6 (ioniziran) 0.6 0.55 1 (ioniziran)<br />
0.9 (skupni) 18 (skupni)<br />
Cl - 102 110 116 20<br />
HCO -<br />
3<br />
22* (arterije) 24 25 15<br />
fosfati 0.7 (ioniziran) 0.75 0.8 0.7<br />
1.4 (skupni)<br />
beljakovine 7g/l / 1 30<br />
glukoza 5.5 5.9 5.9 zelo nizka**<br />
pH 7.4 7.4 7.4 7.2<br />
osmolalnost 291 290 290 290<br />
* vene 24<br />
** celice beta
Kemična sestava tekočin ob membrani
Prenos snovi prek plazmaleme<br />
• difuzija<br />
• aktivni transport
Difuzija<br />
• difuzija skozi ionske kanale
The ‚Patch Clamp‘ Technique<br />
izhod<br />
elektroda<br />
steklena kapilara<br />
ionski kanal<br />
nadzor tlaka<br />
celica
The ‚Patch Clamp‘ Technique
Ionski kanali so membranske beljakovine<br />
membrana
1. presenečenje:<br />
Ionski kanali imajo številne vloge v praktično vseh<br />
celicah v človeškem telesu.<br />
• živčne celice<br />
• kardiomiociti<br />
• limfociti<br />
• celice ledvičnih tubulov<br />
• hepatociti<br />
• eritrociti<br />
• osteoblasti<br />
• receptorji za svetlobo<br />
• rastlinske celice<br />
Primer: akcijski potencial srčne mišice
2. presenečenje:<br />
Ionski kanali so tarče številnih zdravil
3. presenečenje:<br />
Poškodbe ionskih kanalov povzročijo bolezen<br />
• srčne aritmije<br />
• miotonije<br />
• epilepsije<br />
• sladkorna bolezen<br />
• cistična fibroza<br />
• miastenia gravis<br />
~ 1000 od 30000 genov kodira<br />
ionske kanale.
Od ATP-odvisen K + kanal<br />
Mutacije Kir6.2 gena in neonatalni diabetes<br />
Frances Ashcroft<br />
University Laboratory of Physiology, Oxford<br />
5 pA
K ATP kanale zapre glukoza<br />
0 mM glucose<br />
20 mM glucose<br />
0 mM glucose<br />
Ashcroft et al (1984) Nature 312, 446
Vloga K ATP kanalov pri sekreciji inzulina<br />
glukoza<br />
nizka presnova<br />
visoka presnova<br />
inzulin<br />
K +<br />
ATP<br />
ATP<br />
Ca 2+<br />
-70 mV<br />
hiperpolarizirana<br />
Ca 2+ kanali zaprti<br />
depolarizacija<br />
Ca 2+ kanali odprti<br />
K ATP kanali odprti<br />
ni izločanja inzulina<br />
K ATP kanali zaprti<br />
izločanje inzulina
K ATP kanali in bolezen: tip-2 sladkorne bolezni?<br />
izguba kanala<br />
vseskozi odprt kanal<br />
inzulin<br />
glukoza<br />
K +<br />
Ca 2+<br />
depolarizacija<br />
Ca 2+ kanali stalno<br />
odprti<br />
hiperpolarizirana<br />
Ca 2+ kanali<br />
zaprti<br />
prirojena hiperinzulinemija<br />
neonatalni diabetes
Zdravila, ki zapirajo K ATP kanale<br />
sulfonilurea<br />
Ca 2+<br />
depolarizacija<br />
Ca 2+ kanali<br />
odprti
Kje najdemo K ATP kanale<br />
• trebušna slinavka, beta, alfa in<br />
delta celice<br />
• možgani: vključno<br />
ventromedialni hipotalamus,<br />
črna snov, skorja, mali<br />
možgani, hipokampus<br />
(internevroni)<br />
• periferni aksoni<br />
• srčna mišica<br />
• skeletna mišica<br />
Sakura et al (1995) FEBS Lett 377, 338
2 leti<br />
diagnoza diabetesa pri 6. tednih<br />
krvni sladkor - glukoza med 2.2 in<br />
17 mM<br />
zaostanek v razvoju<br />
motorična spretnost enaka 9.<br />
mesecem<br />
EA (V59M)
Sprememba zdravljenja<br />
18<br />
Start sulphonylurea<br />
Sagen et al. Diabetes 2004<br />
Blood<br />
glucose<br />
mmol/l<br />
HbA1c<br />
%<br />
16<br />
14<br />
12<br />
10<br />
8<br />
6<br />
9<br />
8<br />
7<br />
6<br />
5<br />
4<br />
3<br />
Insulin<br />
dose<br />
(U/day)<br />
Sulphonylurea<br />
dose<br />
(mg/day)<br />
4<br />
2<br />
2<br />
1<br />
R201H<br />
0<br />
-28 -18 -8 2 12 22 32 42 52 62 72 82 92 102 112 122<br />
Time (days after start of sulphonylurea treatment)<br />
0
EA (V59M)
Change language