PowerPoint Sunusu

FİZYOLOJİK KAVRAMLAR
VE
HÜCRE FİZYOLOJİSİ
Öğr. Gör. Emine KILIÇ TOPRAK
Denizli Sağlık Hizmetleri Meslek
Yüksekokulu
Fizyoloji nedir?
• Canlı vücudunun normal işleyişini,
hücre-doku ve organların görevlerini ve
karşılıklı ilişkilerini konu edinen bir
bilimdir.
• Çeşitli alt gruplarla ele alınabilir.
Bakteri fizyolojisi, hücre fizyolojisi, bitki
fizyolojisi ve insan fizyolojisi gibi…
HOMEOSTASİS
• Homeo ve stazis kelimelerinden oluşmuş olan bu
terim değişmez olan, denge halinde olan
demektir.
• İç ortamın belli bir denge durumunda korunması
görevi ancak tüm organ ve dokuların işbirliği ile
başarılabilir.
• Her organ ve doku homeostasise katkıda bulunur,
aynı zamanda bu denge durumundan yarar
sağlarlar
ORGANİZMA
EN BASİT DÜZEY Kimyasal Düzey
Hücre: Vücudun temel canlı birimi
Doku Düzeyi
Organ Düzeyi
Sistem Düzeyi
Kalp ve dolaşım sistemi
Endokrin sistem
Sinir sistemi
Sindirim sistemi
Solunum sistemi
Boşaltım sistemi
Kas ve iskelet sistemi
Üreme sistemi
HÜCRE
• İki tip hücre vardır: prokaryot ve ökaryot
gerçek çekirdek zarları ve
membrana bağlı organelleri
olmayan, PROKARYOT
Belli bir çekirdek yapısına sahiptirler.
Çekirdek içinde DNA, RNA, özel
çekirdek sıvısı ve çekirdekçik gibi
yapılar bulunur. Zarlı ve zarsız
organellere sahiplerdir.
ORTAK ÖZELLİKLERİ
1. Tüm vücutta toplam yaklaşık 100 trilyon
hücre vardır.
2. Tüm hücreler hücre işlevlerinin gerektirdiği
enerjiyi sağlamak için CHO, yağ yada protein
yıkım ürünleriyle oksijeni birleştirir.
3. Besinleri
enerjiye
dönüştüren
temel
mekanizmalar tüm hücrelerde genel olarak
aynıdır. Tüm hücreler kimyasal reaksiyonların
son ürünlerini kendilerini çevreleyen sıvıya
verirler.
4. Hemen tüm hücrelerin çoğalma yeteneği
vardır.
5. Tüm hücreler ekstraselüler sıvının
oluşturduğu
sabit
ortam
içinde
yaşarlar
6. Sabit ortam, yeterli derişimde su,
oksijen, AA, yağ, CHO
7. Ekstraselüler sıvı vücudun iç ortamını
(Millien İnterna) oluşturur
HÜCRENİN ORGANİZASYONU
• Hücreyi oluşturan farklı maddeler topluca protoplazma adını
alır. protoplazma temel olarak 5 maddeden oluşur: su (%7085), elektrolitler, proteinler (%10-20-yapısal proteinler,
globüler proteinler (enzim)), lipidler (membran lipidler
fosfolipid ve kolesterol, lipidlerin depo formu tg), CHO’lar
(glikoprotein yapısaldır, enerji gereksinimi depo-glikojen).
Hücre İskeleti
Protein filamentlerinin
ilişkisi ile oluşur
Hücreyi destekler ve
hücre hareketini sağlar
Hücre organellerinin
hareketini sağlarlar
1. Mikrofilamentler
2. Intermediate
filamentler
3. Mikrotubuller
4. Protein polimerleri
• Hücre filamentleri ve
tübüler yapılar:
• Ribozomlar tarafından
sentezlenen
öncül
proteinlerden
sitoplazmada
oluşan
fibriler proteinler.
•Sentriyoller de sağlam
mikrotubullerden oluşmuştur.
•Mikrotubullerin temel görevi
hücrenin belli bölgelerinde
sert fiziksel yapılar halinde
hücre iskeletini oluşturmak.
•Sitoplazma
mikrotubullerden dışarı
doğru uzanan kollar üzerinde
kayarak hareket eder
Hücre Membranı
• %55 protein, %25 fosfolipid, %13 kolesterol, %4
diğer lipidler, %3 CHO
1. İntegral proteinler lipid tabaka içinde
2. Periferik proteinler yüzeye bağlı
Hücre Membranı
Sitoplazma
Protein, karbonhidrat, yağ, vitamin, mineral, enzim ve
su, tuz, HCL gibi organik ve inorganik maddelerden
oluşmuştur.
Yarı akışkan bir sıvıdır.
• Sitoplazmanın Görevi
• Biyokimyasal reaksiyonlar için zemin oluşturmak
• Organellere yataklık etmek
• Organellerin hareketini sağlamak
• Sitozol: Partiküllerin içinde dağıldığı sitoplazmanın berrak sıvı
kısmı.
Mitokondri
Enerji kaynağı olan ATP sadece mitokondride üretilir
– “hücrenin enerji santrali“
– Sayıları hücrenin enerji gereksinimine göre 100birkaç bin arasında değişir.
• Çift tabakalı zar
– Dış membran
– İç membran (krista) (ATP üretimi) yüzey alanını
genişleterek daha fazla kimyasal reaksiyon
– İç membran yüzeyi
– Matrix
Mitokondrinin kendine ait
DNA, RNA, ETS (elektron taşıma sistemi) ve
ribozomu vardır. ETS’ si olduğundan kendi
enerjisini üretir. DNA’ sı olduğundan kendini
eşleyebilir.
Hücre oksijenli solunumu burada gerçekleşir
Oksijenli solunumda GLİKOZ oksijenle reaksiyona
girerek karbondioksit , su ve 38 ATP açığa çıkar
Endoplazmik Retikulum
• Kapalı membran ağı ile oluşan sisternalarla
sitoplazmadan ayrılır.
•Tek katlı zarı vardır
•Hücreyi kompartmanlara böler
•Nükleus zarı ile ilişkilidir
Granüler Endoplazmik retikulum (GER):
Dış yüzeyine tutunmuş ribozomlar
Protein sentezi
Agranüler (Düz) Endoplazmik retikulum
(aGER): Ribozomu yoktur.
iskelet ve kalp kasında SR olarak Ca
depolanması
Lipid metabolizması ve steroid
hormonların sentezi
Yağların absorbsiyonu ve transportu
İlaçların, enzimatik detoksifikasyonu
Glikojenin glukoza hidrolizi
Golgi Aygıtı
•
•
•
•
Düz veziküllerin üst üste dizilmesi ile
oluşur
Salgı ve ekzositoz için proteinlerin
modifikasyonu, yoğunlaştırılması ve
paketlenmesi işlevini yürütür
Plazma membranının hareketi
Lizozomların üretimi
Ribozom
• Hücrenin protein üretim yeridir.
Aminoasitleri birleştirerek protein
sentezini gerçekleştirir.
• Çok küçüktürler
– Işık mikroskobunda görünmezler
• Ribozomal RNA nın yoğunlaşması ile
çekirdekçikte üretilir
• Bütün hücrelerde bulunur (virüsler hariç).
• Sitoplazmada serbest olarak, endoplazmik
retikulum üzerinde , mitokondri ve
kloraplast içinde bulunur.
Lizozom
•Lizozomlar: Golgi tarafından oluşturulan
veziküler organeller
•Hücrenin haraplanmış yapılarının, hücreye alınan
besin partiküllerinin ve bakterilerin sindirimi
•Sindirim enzimleri bulunur (asit hidrolazlar)
•Endositoz ve fagositoz ile hücre içine alınan maddeleri
parçalar
•İşlevini yitirmiş organelleri parçalar
•Hücre işlevini yitirdiği zaman lizozomlar içeriklerini
sitoplazmaya boşaltırlar ve Otoliz gerçekleşir
•Asidik yapıda
•Proton pompası nedeniyle düşük pH (5)
•Primer lizozom – inactive
Proton pompası çalışmıyor
•Sekonder lizozom – active
Proton pompası çalışır ve pH yı 5 veya altına
düşürür
Makrofajlarda, krcde , lökositlerde fazlaca bulunur
• Peroksizomlar: Lizozomlara benzerler. 2 önemli farkları
vardır:
– i) Golgide değil, kendilerini çoğaltarak yada aGER’dan
tomurcuklanarak oluşurlar.
– ii) Oksidaz enzimleri içerirler. H2O2 oluşur. Yüksek
oksitleme kapasitesine sahiptir.
Bol katalaz enzimi içerirler. Katalaz ve oksidazlar hücre
içinde zararlı maddeleri oksitleyerek zararsız hale
getirirler.
Nukleus
•En büyük organeldir
•Hücre içindeki tüm metabolik
faaliyetleri kontrol eden beyin gibi bir
organeldir
•İlk kez Robert Brown tarafından 1831
yılında tanımlanmıştır
•Kalıtsal materyali taşır
• çift tabakalı membran tarafından
etrafında nüklear zarf oluşturulur
Çekirdekçik
•Ribozom sentezlemekle görevlidir.
•Protein sentezi çok olan hücrelerde,
çekirdekçik sayısı da artmaktadır.
•Hücre bölünmesi sırasında eriyerek
kaybolur, bölünme tamamlandıktan
sonra tekrar oluşur.
•Nukleolus bir yapı değildir sadece
görünür kısımdır
Sentriol
• Mikrotübüllerin bir araya gelmesi ile oluşurlar
• Zar yapısına sahip olmayan bir organeldir
• Genellikle nukleusun kenarında çift halde bulunurlar
– Mitotik ipliklerin oluşumunu organize ederler
– Silya ve flagella hareketinde görev alırlar
Silium ve flagella
• Kamçı hareketi yaparak hücre yüzeyinde
madde taşınması
• Solunum yollarının iç yüzeyinde, uterus
tüplerinin iç yüzeyinde bulunur
• Flagelluma benzer
• Kontraktil mekanizması aynıdır
• Sperm flagellumu daha uzundur ve
sinusoidal hareket yapar
Mikrovilli
DNA
• Canlı hücrelerde genetik bilginin saklandığı
kromozomal komponent
• DNA’da saklı olan genetik bilgi, replikasyon
kalıtılabilmekte
• Transkripsiyon olayı ile RNA’ya aktarılır
• Translasyon olayı ile protein haline
çevrilmektedir.
DNA’ nın Özellikleri
1 . Çift iplikten oluşmuştur
2 . Nüklotid zincirleri
birbirlerine zayıf
Hidrojen bağları ile
bağlanmıştır
3 . Merkezdeki bazlardan
daima A karşısına T , G
karşısına ise C gelir
4. Bir purin bir primidin
eşleşmesinmerkezde
farklılık gösterir
5 . Kendini eşler.Eşleme
sırasında bazları
sitoplazmadan alır
A
T
G
C
T
A
DNA transkripsiyon
RNA
• Bütün hücrelerde 3 tip RNA vardır.
• Bunların hepsi DNA tarafından üretilir.
• DNA’dan farklı olarak tek zincirden yapılıdır
ancak nükleotidler burada da dehidrasyon
ile oluşur.
• % 10 Çekirdekte % 90 Sitoplazmadadır mRNA ,t-RNA ve r-RNA olmak üzere 3tiptir
A
U
C
G
•DNA’daki genetik bilgiyi bir fonksiyonel proteine
dönüştürmekte aracı rol oynayan nükleik asittir
•RNA molekülü çift sarmallı değil tek zincir
şeklindedir; bazen firkete modeli gibi çeşitli modeller
oluşturabilir
•Timin yerine URASİL vardır
HÜCRE BÖLÜNMESİ
A- MİTOZ BÖLÜNME
B- MAYOZ BÖLÜNME
Somatik hücrelerde
Gonozomlarda
1-İNTERFAZ EVRESİ
•MAYOZ I
2- ÇEKİRDEK BÖLÜNMESİ
•MAYOZ II
- PROFAZ
- METAFAZ
- ANAFAZ
- TELOFAZ
3- SİTOPLAZMA BÖLÜNMESİ
(SİTOKİNEZ)
MAYOZ VE MİTOZ
35
HÜCREDE SIVI,
ELEKTROLİT DAĞILIMI
• Erişkin insan vücudunun %60’ı sıvıdır.
• Bu sıvının büyük bölümü (%40) hücrelerin içinde
bulunur (intrasellüler sıvı-hücre içi sıvı) adı verilir.
• 1/3’ü ise (%20) hücre dışındaki alandadır
(ekstrasellüler sıvı-hücre dışı sıvı). (plazma,
interstisyel sıvı ve transselüler sıvı)
% 40 intrasellüler sıvı, 28lt
% 60 Su
42lt
% 20 ekstrasellüler sıvı,14lt
% 5 plazma,3lt
%15 interstisyel sıvı,11lt
Bir epitelyal membranla çevrili ektrasellüler
kompartmandaki sıvıya transsellüler sıvı
denir.
(Beyin-omurilik sıvısı, intraoküler sıvı, plevral,
peritoneal, sinoviyal sıvılar ve sindirim sistemi
salgıları tarafından oluşturulur)
Su
Çeşitli dokulara ve yaşa göre su oranı
Doku
Su %
Yaş
Kan
83,0
92
Böbrek
82,7
15 günlük
embriyo
Kalp
79,2
80
Akciğer
79,0
30 günlük
embriyo
Dalak
75,8
Yenidoğan
77
Kas
75,7
9 günlük
76
Beyin
74,8
14 günlük
73
Deri
72,0
3 aylık
66
Karaciğer
68,3
10-18 yaş
59
Kemik
31,0
18-40 yaş
61
Yağ
10,0
40-60 yaş
55
Tüm vücut
62,0
60 yaş üstü
52
Su %
Günlük Su Alımı
İçilen sıvılar
Metabolizma
Toplam
2100 ml/gün
200 ml/gün
2300 ml/gün
Günlük Su Atılımı
Deri
Akciğer
Terleme
Dışkı
İdrar
Toplam
350 ml/gün
350 ml/gün
100 ml/gün
100 ml/gün
1400 ml/gün
2300 ml/gün
Gastrointestinal Sistemdeki
Günlük Su Alışverişi
Ağızdan alınan
Endojen sekresyonlar
Tükrük bezleri
Mide
Safra
Pankreas
Barsak
Alınan Toplam Miktar
2000 ml
1500 ml
2500 ml
500 ml
1500 ml
1000 ml
9000 ml
Geri Emilim
Jejenum
İleum
Kolon
Dışkı ile denge
5500 ml
2000 ml
1300 ml
200 ml
9000 ml
Sıvı hareketleri
Plazma
Starling
Kuvvetleri
Interstisiyel
Sıvı
Osmosis
Osmosis
Intraselüler
Sıvı
SIVI DAĞILIMINI ETKİLEYEN
FAKTÖRLER
ELEKTROLİTLER
Vücutta en çok sodyum ve potasyum vardır.
Extrasellüler sıvı hacmini en çok etkileyen iyon
sodyumdur.
BÜYÜK MOLEKÜLLÜ ORGANİK MADDELER
Proteinler, lipidler; kapiller membranı aşamaz ve
damar içinde kalır. Burada oluşturdukları osmotik
çekim gücüne onkotik basınç denir.
KÜÇÜK MOLEKÜLLÜ ORGANİK MADDELER
Glikoz, üre, amino asitler; membranları kolay geçer
ve suyun dağılımını çok etkilemezler.
Hücre dışı
Na
142 mEq/lt
K
4 meq/lt
Ca
5 mEq/lt
Cl
103 mEq/lt
glukoz
90 mg/dl
aminoasit 30 mg/dl
• Hücre dışında ise;
• Na+, Ca+ , Cl-,
• Glikoz daha fazladır.
• Hücre içi
14 mEq/lt
140 mEq/lt
<1 mEq/lt
4 mEq/lt
5 mg/dl
200 mg/dl

Hücre içinde başlıca
 K+,
 Amino asitler,
 Mg,
 Fosfatlar ve proteinler fazla
Vücut sıvılarının iyon bileşimleri
Konsantrasyon birimi : mEq/L
Katyonlar
155
Anyonlar
112
Ekstraselüler
Sıvı
Na+
Cl
24
HCO3
Ca2+
Mg2+
Intraselüler
Sıvı
Protein--
K+
135
Fosfat ve Organik Anyonlar
Sıvıların Ölçümü
Direkt ölçüm olanağı olmadığı için indikatörseyreltme tekniklerinden yararlanılır.
Ölçüm yapılacak kompartmana bir madde
verilerek, alınan örneklerde o maddenin
konsantrasyonu ölçülür;
V=Q/C
V = kompartman hacmi
Q = verilen madde miktarı
C = kompartmandaki dağılım (konsantrasyon)
Osmotik Basınç:
Suyu dilüe solusyonlardan konsantre
solusyonlara doğru itmeye çalışan güce
osmotik basınç denir.
• plazma ve interstisyel sıvının kendilerini
ayıran
kapiller
endotel
boyunca
uyguladıkları osmotik basınç
kolloid
osmotik basınç ( onkotik basınç) tır.
Osmol:Bir çözeltideki partiküllerin toplam sayısı
osmol terimi ile ifade edilir. 1osm 1 mol katı
partiküle eşittir.
1mol glikoz 1osm/lt
1mol NaCl 2 osm/lt
Osmolalite: Bir eriyikteki maddelerin sayısal
konsantrasyonunu osmol/kg olarak ifade
edilmesine denir.
Osmolarite: Bir eriyikteki maddelerin sayısal
konsantrasyonunu osmol/litre olarak ifade
edilmesine denir.
• İzotonik solusyon: Hücre içi ile aynı madde
konsantrasyonuna sahip sıvılara denir (300mOsm/L
geçemeyen madde kon.).
• Hipotonik solusyon: Madde konsantrasyonu hücre
içinden daha az olan sıvılar (300mOsm/L geçemeyen
madde kon. daha az)
• Hipertonik solusyon: Hücre içinden daha yüksek
madde konsantrasyonuna sahip sıvılar (300mOsm/L
geçemeyen madde kon. daha fazla)
İzosmotik
Hiperosmotik
Hipoosmotik
Karbonhidratlar
• Bir hücrenin kuru ağırlığını % 3’ünü
oluştururlar.
• Karbon, hidrojen ve oksijen atomlarından
oluşurlar (glikoz- C6H12O6).
• Hücrelerin en önemli enerji kaynaklarıdır
– Monosakkaritler
– Disakkaritler
– Polisakkaritler
Yağlar
• Bir hücrenin kuru ağırlığının % 40’nı
oluştururlar.
• Karbon ve hidrojenden oluşurlar.
• Genelllikle suda çözünmezler.
• Uzun süreli enerji kaynağıdırlar.
• Hücrenin yapısal komponentlerinde yer alırlar.
• Hormonların yapısında bulunurlar
• Trigliseritler
• Fosfolipitler
• Steroidler
Proteinler ve Amino asitler
Proteinler
• Bir hücrenin kuru ağırlığının yaklaşık % 50 – 60’
nı oluştururlar.
• Aminoasitlerden oluşurlar
• Yapısal proteinler ve enzimler olarak iki
fonksiyonel grupta incelenirler
Amino asitler
• DNA
• RNA (mRNA, tRNA ve rRNA)
MEMBRAN TRANSPORT
MEKANİZMALARI
Hücre zarından madde taşınması
Enerji kullanmadan
Enerji kullanarak
Difüzyon
Aktif Transport
Primer
Basit Difüzyon,
(pasif
transport)
filtrasyon
Kolaylaştırılmış
transport
Sekonder
HÜCRELERİN İŞLEVSEL SİSTEMLERİ
• DİFÜZYON:
Madde
moleküllerinin
rastgele
hareketlerle membrandaki porlardan yada yağda
eriyen maddeler için lipid matriksten hücre içine
girmesidir.
• AKTİF TRANSPORT: Bir maddenin membranı
boydan boya geçen protein taşıyıcı tarafından
taşınmasıdır (enerji harcanır).
• ENDOSİTOZ: Hücre membranındaki özelleşmiş bir
yolla büyük partiküllerin hücre içine alınması
– a)Pinositoz: Hücre dışı sıvı içeren çok küçük veziküllerin
hücre içine alınması (enerji harcanır).
– b)Fagositoz: Bakteri, hücre yada doku yıkımı sonucu
oluşan parçalar gibi büyük partiküllerin hücre içine
alınması. Yalnızca belli hücreler fagositoz yapabilirler.
(Doku makrofajları, bazı akyuvarlar)
• EKZOSİTOZ: X Endositoz
DİFÜZYON: Moleküllerin bir sıvıdan
yada gazdan diğerine sürekli hareketine
difüzyon denir.
Bir kaba aynı maddenin ayrı yoğunluktaki
solüsyonları konduğunda, moleküller çok
yoğun oldukları bölgeden az yoğun yere
doğru dağılarak konsantrasyonu eşitler.
Difüzyonun yönü
– difüzyonda hareket tek yönlü değildir
– iki yöne doğru olan difüzyon akımları
arasındaki fark net geçişi verir
Difüzyonu Etkileyen Faktörler
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Konsantrasyon farkı
Gaz yada sıvı oluşu : Gazlar daha hızlıdır.
Isı, Isı arttıkça difüzyon artar.
Moleküllerin büyüklüğü: Küçük daha hızlı.
Difüzyon alanı: Alan arttıkça hız da artar.
Membran kalınlığı
Difüzyon mesafesi: Mesafe arttıkça hız
azalır.
Net difüzyon
Hücre Membranından Difüzyon
• Basit difüzyon
• Kolaylaştırılmış difüzyon
Basit Difüzyon:
1. Çift katlı lipid tabakanın aralıklarından
Maddenin lipiddeki eriyebilirliği o maddenin
lipiddeki difüzyon hızını belirler.
O2, CO2, Azot ve Alkol
2. Su dolu protein kanallarından
Su
Lipidde erimeyen maddeler (yeteri kadar küçük
iseler) protein kanallarından membranı
geçebilirler
Kolaylaştırılmış Difüzyon: Taşıyıcı
aracılığıyla difüzyon. Örn. Glikoz, amino
asitler
Protein kanallarından Difüzyon
- Protein kanalları seçici geçirgendirler
Na kanalları, K kanalları
- Kanalların çoğu kapılarla açılır kapanırlar
Blokerleri:kanal spesifik ilaçlar
Kanal kapıları devamlı açık değildir.
Kanalların sınıflanması:
– Ligand-kapılı kanallar
– Voltage-kapılı kanallar
OSMOZ: Suyun konsantrasyon farkından
doğan net hareketine osmoz denir
• Osmotik basınç: Osmoz sırasında ortaya çıkan
basınç, seçici geçirgen zarın iki tarafı arasındaki,
çözeltilerin zardan geçemeyen parçacıklarının
konsantrasyon farkı ve mutlak sıcaklık ile doğru
orantılıdır.
Gaz sabitesi
p= CRT sıcaklık
Madde yoğunluğu
Osmotik basıncın belirlenmesinde osmotik
parçacıkların sayısının önemi vardır
k=mv2/2
Filtrasyon
• Mekanik basınç
etkisiyle madde
geçişidir
• Kapillerlerin arteryel
uçlarındaki basınç,
interstisyel sıvı
basınçlarına üstün
gelerek eriyikler filtre
edilir
AKTİF TRANSPORT
Bir hücre membranında molekül ve iyonları
konsantrasyon gradyanına hareketine aktif transport
denir.
AKTİF TRANSPORT
• Primer aktif transport
Enerji ATP veya yüksek enerjili fosfat
bileşiklerinden sağlanır
• Sekonder aktif transport
primer ile membranın iki tarafında iyonik
konsantrasyon farkı şeklinde depolanmış
kaynaklardan ikincil olarak üretilir.
Primer aktif transportla taşınanlar: Na, K,
H, Ca, Cl ve az sayıda başka iyonlar
Sekonder aktif taşıma:
• Ko-transport
Örn. glikoz ve
aa.lerin Na’la
taşınması
Counter –transport ( zıt taşıma):
Aynı transport proteinine bağlanarak maddelerin biri
hücre dışına, diğeri hücre içine taşına bilir.
simport - antiport taşınım
• sekonder aktif transport ile taşınan madde sodyum
iyonları ile aynı yönde taşınıyorsa simport (sodyum cotransportu),
• ters yönde taşınıyorsa antiport (sodyum countertransportu) olarak anılır
• kural olarak transport mutlaka konsantrasyon gradyentine
zıt yöndedir
Na+-Ca+2 zıt transport proteini
Eksositoz
Endositoz
vezikül
Endositoz
vezikül