Biológus Bsc. Sejtélettan II.
Epitheliális transzport
Tóth István Balázs DE OEC Élettani Intézet 2010. 11. 05.
Transzport szempontjából szimmetrikus és aszimmetrikus sejtek Szimmetrikus sejtek:
Aszimmetrikus sejtek:
- nincs polaritásuk - transzporterek eloszlása a membránban homogén - pl. vvt-k
- funkcionális/struktúrális polaritás - transzporterek eloszlása a membránban inhomogén - anyagok egyirányú transzportjára sepcializálódtak - pl. szekréciós/abszorbciós hámok
Ábra: Fonyó A.: Az orvosi élettan tankönyve, 3. kiad., Medicina, Bp. 2003. 36. o.
Vörös vértestek transzporterei: • Cl-/HCO3- exchanger ~106/sejt, a membrán felszín 25 %-a • Aquaporin 1 • Glut1 • Urea transzporter • Na+/K+-ATPáz • Ca2+-ATPáz • Na+/K+/2Cl- kotranszporter • Na+/Cl- kotranszporter • Na+/H+ exchanger • K+/Cl- kotranszporter • K+ csatornák
Ábra: M.H.Ross és mtsai: Szövettan kézikönyv és atlasz, Medicina, Bp. 2007. 87. o.
Epitheliális szövetek Hámszövetek - testfelszín (epidermis) - testüregek „bélése” (gasztrointesztinális-, légző-, urogenitális rendszer) - mirigyek - érzékhámok
Epitheliális szövetek szövettani osztályozása Sejtrétegek száma szerint: - Egyrétegű - Többrétegű Sejtek alakja szerint: - Laphám - Köbhám - Hengerhám
Hámszövetek funkciója: - szekréció - abszorpció - transzport a felszínen - védelem - recepció
Epitheliális szövetek szövettani osztályozása
Ábra: M.H.Ross és mtsai: Szövettan kézikönyv és atlasz, Medicina, Bp. 2007. 89. o.
Szekréciós hámok - mirigyek Epitheloid szövetek
Ábra: M.H.Ross és mtsai: Szövettan kézikönyv és atlasz, Medicina, Bp. 2007. 112. o.
Merokrin: pl. pancreas acinus sejtjei Apokrin: pl. emlőmirigy Holokrin: pl. faggyúmirigy
Epitheliális szövetek struktúrája
Hámszövetek jellemzői: Avaszkuláris sejtközötti állomány minimális Sejtkapcsoló struktúrák Polaritás apikális felszín laterális felszín bazális felszín Membrana basalis
Ábra: M.H.Ross és mtsai: Szövettan kézikönyv és atlasz, Medicina, Bp. 2007. 87. o.
Epitheliális szövetek polarizációja
Apikális felszín – lumen felé Laterális felszín – kommunikáció, kapcsolóstruktúrák a szomszédos sejtek felé Bazális felszín – rögzítés a lamina basalishoz
Ábra: M.H.Ross és mtsai: Szövettan kézikönyv és atlasz, Medicina, Bp. 2007. 97. o.
Az apikális felszín Felszíni módosulásai lehetnek: - Mikrobolyhok - abszorbciós hámokra jellemző - transzportereket tartalmaznak - növelik a felszívó felszín méretét - Sztereocíliumok - belsőfülben – érzéksejtek - ivarutak – abszorbció - Csillók (ciliumok) - légutak, petevezeték – laterális transzport - vestibularis szerv – szenzoros szerep
Ábra: http://219.221.200.61/ywwy/zbsw(E)/edetail10.htm
Sejtkapcsoló struktúrák a hámszövetekben Laterális felszínen: Szoros kapcsolatok: - zonula occludens Kihorgonyzó kapcsolatok: - zonula adherens - macula adherens (desmosoma) Kommunikációs kapcsolatok: - gap junction
Bazális felszínen: Kihorgonyzó kapcsolatok: - focalis adhesio - hemidesmosoma
Abra: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21502/
Sejt-sejt és sejt-mátrix kapcsolatok áttekintése
Szabó Gábor (szerk.): Sejtbiológia, 2. kiadás, Medicina, Bp. 2009. 504-513. o. 9.2. Multicelluláris szerveződés: sejtke közötti és sejt-mátrix kapcsolatok
Sejt-sejt kapcsolóstruktúrák - szoros kapcsolatok Zonula occludens (tight junction) - okkludin fehérjéken keresztül (homofil) - aktinvázhoz kapcsolódik ZO fehérjéken keresztül - Ca2+ függő - barrier – megakadályozza a paracelluláris transzportot - megakadályozza a membránfehérjék laterális diffúzióját → funkcionális polaritás (pl. Na/K pumpa a basolaterális felszínen)
Bővebben pl.: Becker Wayne, Kleinsmit lewis, Hardin Jeff, Bertoni Gregory Paul: The World of the Cell, 7th edition, Pearson Benjamin Cummings, San Francisco, 2009. 452-500. o. Chapter 17: Beyond the Cell: Cell Adhesions, Cell Junctions and Extracellular Structures
Sejt-sejt kapcsolóstruktúrák - kihorgonyzó kapcsolatok Zonula adherens
Desmosoma
- E-kadherinek
- Dezmoglein, dezmokolin
- Intracellulárisan mikrofillamentumokhoz
- Intracellulárisan Intermedier fillamentumokhoz
- Ca2+ függő
- Ca2+ függő
- Övszerűen körbefut a sejten
- Foltszerű kapcsolat
Mechanikai ellenállást biztosítanak Bővebben pl.: Becker Wayne, Kleinsmit lewis, Hardin Jeff, Bertoni Gregory Paul: The World of the Cell, 7th edition, Pearson Benjamin Cummings, San Francisco, 2009. 452-500. o. Chapter 17: Beyond the Cell: Cell Adhesions, Cell Junctions and Extracellular Structures
Sejt-sejt kapcsolóstruktúrák - kommunikációs kapcsolatok -
Gap junction - connexin fehérjékből felépülő connexonok - kisméretű molekulák átjuthatnak - membránpotenciál változások átterjedése - kétirányú vezetés - bezáródhat (pH↓, ic. Ca2+↑) Bővebben pl.: Becker Wayne, Kleinsmit lewis, Hardin Jeff, Bertoni Gregory Paul: The World of the Cell, 7th edition, Pearson Benjamin Cummings, San Francisco, 2009. 452-500. o. Chapter 17: Beyond the Cell: Cell Adhesions, Cell Junctions and Extracellular Structures
Sejt-mátrix kapcsolóstruktúrák - kihorgonyzó kapcsolatok Fokális kontaktus (adhéziós plakk)
Hemidesmosoma
- Integrinek
- Integrinek
- Intracellulárisan mikrofillamentumokhoz
- Intracellulárisan intermedier fillamentumokhoz
- sejtek dinamikus változásaiban, sebgyógyulásban
- epithel sejtekek a bazálmembránhoz horgonyozza
Bővebben pl.: Becker Wayne, Kleinsmit lewis, Hardin Jeff, Bertoni Gregory Paul: The World of the Cell, 7th edition, Pearson Benjamin Cummings, San Francisco, 2009. 452-500. o. Chapter 17: Beyond the Cell: Cell Adhesions, Cell Junctions and Extracellular Structures
A bazális membrán A hámszövet és a kötőszövet kapcsolódási helye
Alkotói: - Kollagének - Proteoglikánok - Laminin - Glikoproteinek (entactin, fibronectin)
Ábra: M.H.Ross és mtsai: Szövettan kézikönyv és atlasz, Medicina, Bp. 2007. 108. o.
Paracelluláris transzport Szivárgó hámok esetén (zonula occludens) Víz, ionok, kis molekulák Diffúzió – (elektro-)kémiai gradiens Tömegáramlás, filtráció – hidrosztatikus és onkotikus nyomás Pórusméret limitálja – Bazális membrán!!!
Transzport az epitheliumokon keresztül
Paracelluláris vs. Transzcelluláris
Paracelluláris transzport A bazális membrán szerepe: - pórusméret - negatív töltés
Transzcellulláris transzport
A sejtmembránon keresztül: Passzív: A sejt részéről nem igényel energiabefektetést (ATP-t) Aktív: ATP deplécióval jár
Passzív transzportok Egyszerű diffúzió Lipid kettősrétegen keresztül - Lipofil anyagok, kis molekulák (pl. O2, CO2, H2O) Ioncsatornán keresztül - ionok Ioncsatornák: - anion vagy kation csatornák - specifikus vagy nem specifikus - szivárgó vagy kapuzott
Facilitált diffúzió - Carrier mediált - pl. glükóz Ábra: http://www.phschool.com/science/biology_place/biocoach/index.html
Egyszerű és facilitált diffúzió Egyszerű diffúzió
Facilitált diffúzió
-Nem igényel carriert -Koncentrációgrádiens irányába
-Carrier mediált: 1. kötődés 2. konformáció változás 3. Disszociáció
-Grádiensel egyenesen arányos
-Koncentrációgrádiens irányába
- Nem telítődik
-Telődési kinetika
Carrier mediált transzportok
Uniport
Cotransport
Aktív transzportok Elsődlegesen aktív
Másodlagosan aktív
-ATPáz (pumpa)
-ATP energiáját közvetlenül nem használja -Energiaigényét az elsődleges aktív transzport során felépült koncentrációgrádiens (Na+) fedezi
Koncentrációgradienssel szemben is!
Ábra: http://www.phschool.com/science/biology_place/biocoach/index.html
Na+/K+ pumpa
http://en.wikipedia.org/wiki/File:Scheme_sodium-potassium_pump-en.svg
Funkciók: Egyenlőtlen ioneloszlás - nyugalmi membránpotenciál - hajtóerő a másodlagosan aktív transzportok számára Sejtvolumen szabályozása Bazolaterlis membránban Ábra: http://www.phschool.com/science/biology_place/biocoach/index.html
Epitheliális transzporterek
Táblázat: Fonyó A.: Az orvosi élettan tankönyve, 3. kiad., Medicina, Bp. 2003. 58. o.
Transzepitheliális transzportok - békabőr ionfelvétele -
Ábra: Fonyó A.: Az orvosi élettan tankönyve, 3. kiad., Medicina, Bp. 2003. 60. o.
Transzepitheliális transzportok - glükóz felszívása a bélhámsejtekben -
Ábra: Fonyó A.: Az orvosi élettan tankönyve, 3. kiad., Medicina, Bp. 2003. 62. o.
Transzepitheliális transzportok - a klorid transzport lehetőségei -
Ábra: Fonyó A.: Az orvosi élettan tankönyve, 3. kiad., Medicina, Bp. 2003. 63-64. o.
