Prezentace aplikace PowerPoint

1
Bioelektrické jevy a jejich merení 5. prednáška
2
(No Transcript)
3
(No Transcript)
4
(No Transcript)
5
Tkáne jako vodice mají oblasti s ruznou
vodivostí. Distribuci elektrického náboje není
snadné vypocítat.
Podélný rez lidským stehnem, na nemž jsou
umísteny dve povrchové elektrody (A,K). Q,H a G,
svalová tkán F, tuk H, kycel B, stehenní kost
K, koleno. Ekvipotenciály jsou od sebe vzdáleny 4
V.
Šírení akcního potenciálu v m. rectus femoris
stimulovaného bifázickými pulsy (30, 80V, 25 Hz).
6
(No Transcript)
7
(No Transcript)
8
(No Transcript)
9
(No Transcript)
10
(No Transcript)
11
(No Transcript)
12
(No Transcript)
13
Srovnání nekterých tkání podle jejich vodivosti
rohovka
krev
prsní tuk
kost
14
(No Transcript)
15
Tento vápníkový gradient muže být velmi duležitý
pro skládání aktinových vláken nebo pro
uvolnování transportních vácku vypucených z
Golgiho aparátu.
Transportní vácky vypucené z Golgiho aparátu
prenášejí soucásti budoucí/tvorené bunecné steny.
Proto je treba je zanést tam, kde tkán roste.
Smer transportu je urcen gradientem vápenatých
iontu. Vlevo pucící pylová zrnka ruzných
rostlin vykazují gradient Ca2, s nejvyšší
koncentrací (asi 1 ?M) na rustovém vrcholku.
Pucící pylová zrnka ruzných rostlin vykazují
gradient Ca2, s nejvyšší koncentrací (asi 1 ?M)
na rustovém vrcholku (Fura 2).
Transportní vácky oddelené od Golgiho aparátu se
hromadí na rhizoidním pólu zygoty (a) a v
rhizoidní bunce embrya (b), ve smeru rustu bunky
(toluidinová modr).
Pokud zablokujeme tvorbu nových proteinu
cykloheximidem, oddálíme vývoj rhizoidu, ale ne
vznik a fixaci osy polarity embrya. Vznik
polarity embrya není závislý na nových
proteinech, ale na preskupení proteinu už
existujících.
Aktinová filamenta jsou velmi dynamická a jejich
tvorba z aktinových monomeru je vysoce
regulovaná. Úcastní se mj. transportu sekrecních
vácku. Pokud zablokujeme tvorbu filament
cytochalazinem B, nevznikne polarizace embrya a
ustanou i transcelulární proudy.
16
(No Transcript)
17
(No Transcript)
18
Elektrické deje behem dozrávání gamet a oplodnení
Gamety jsou bunky pomerne hojne vybavené
iontovými kanály, schopné odpovídat na elektrické
stimuly. Jako jeden z prvních studoval roli
iontu ve fyziologii oocytu Edward Chambers (1946,
role výmeny Na a K behem oplození ježovky). Na
hvezdicích, ježovkách a žahavcích se také
studovaly elektrofyziologické vlastnosti
oocytární membrány.
Dozrávávní oocytární membrány
Nezralé oocyty hvezdice exprimují 3 typy napetove
ovládaných IKs dovnitr usmernující Ca2 IKs,
rychlé prechodné K IKs a dovnitr usmernující K
IKs. Behem dozrávání se mení amplitudy všech
techto proudu vápníkový proud roste, oba proudy
draslíkové se snižují. Klesá také vodivost
membrány oocytu a dochází k lehké depolarizaci
klidového membránového potenciálu (díky zmenám ve
vodivosti pro K a Na).
Výbava iontovými kanály v membráne oocytu se liší
druhove Boltenia vilosa je osázena dovnitr
usmernujícími prechodnými Na IKs, dovnitr
usmernujícími prechodnými Ca2 IKs a dovnitr
usmernující K IKs. U žab dominují u nezralých
oocytu K a Cl- proudy, behem dozrávání jsou
nahrazeny Na proudy.
U savcu není merení oocytárních proudu nezralého
oocytu snadné, nebot oocyt je obalen bunkami
tvorícími tzv. cumullus oophorus. Tyto dve
funkcní jednotky se spontánne oddelí po dozrání
oocytu. Umelé odstranené cumulus oophorus muže
vést k ruzným artefaktum. Bunky cumullu a oocytu
mají ruzný membránový potenciál, ackoliv je
cumullus s oocytem spojen vodive pomocí gap
junctions. Takto je asi oocyt udržován v rané
fázi meiosy jeho membrána je lehce
hyperpolarizovaná (oproti cumullu). Pusobení
gonadotropinu na bunky cumullu navodí
depolarizaci membrány oocytu a jeho dozrání.
19
(No Transcript)
20
Oplození je vysoce specifický proces zahrnující
rozpoznání gamet navzájem, jejich navázání a
fúzi. Klícovým momentem je reciproká aktivace
techto gamet.
Prvním (a velmi univerzálním) krokem je spermií
navozené uvolnení vápníkových zásob v oocytu
(možná zprostredkované aktivací fosfolipasy C pri
kontaktu oocyt-spermie). Následných procesu
vápníkové signalizace v oocytu se úcastní rada
dalších receptoru (RyR aj.). Spermie navodí na
membráne oocytu krátkodobou potenciálovou zmenu
nazývanou fertilizacní potenciál. Proud
zodpovedný za tento potenciál je u savcu veden
iontove-nespecifickými kanály o vodivosti cca
70pS, dále Na a Ca IKs.
Depolarizacní krok (šipka) v momentu oplození
ježovcích oocytu, následovaný fertilizacním
potenciálem. Dale et al., 1978)
Typy IKs zapojených do aktivace spermie a oocytu
a zmen membránového potenciálu. Všimnete se, že u
obratlovcu jde výhradne o hyperpolarizacní
projevy. RP klidový membránový potenciál.
21
(No Transcript)
22
(No Transcript)
23
Elektrické orgány se vyvinuly nezávisle
prinejmenším v 6 ruzných skupinách ryb (rejnoci,
parejnoci, Gymnotiformes, Mormyriformes aj.). U
nekterých generují silné elektrické výboje
(Torpedo sp., Gymnotus sp., Raja sp.), u jiných
slabé. Pulsy slouží k napr. elektrolokaci,
rozpoznávání hrubého tvaru, vodivosti a lokace
blízkých objektu, k rozpoznání jedincu téhož
druhu, lákání partnera, obrane ci lovu koristi.
Morfologie elektrocytu se liší mezidruhove a
souvisí s typem výboju, který ryba generuje.
Slabe elektrické ryby generují výboje o síle
stovek milivoltu až jednotek voltu, silne
elektrické ryby generují až stovky voltu. Slabe
elektrické ryby generují výboje bud v
nepravidelne se objevujících pulsech, nebo v
pravidelných sinusových vlnách o frekvenci
50-1000 Hz.
Elektrocyty zástupce rodu Gymnotus mají asi 1 mm
v prumeru a jsou cca 300 ?m tlusté. Produkují jen
zlomky voltu, což stací k elektrolokaci.
Inervovány jsou podobne jako u Torpeda.
24
Elektrocyty (EL) zástupce rodu Eigenmannia sp. D,
dermis A, ocasní ploutev Šipkou je oznacena
inervace motorickými nervy
25
(No Transcript)
26
(No Transcript)
27
Sexuální dimorfismus výboje u Hyppomus
occidentalis. Samci (A) jsou vetší a mají delší
tencí ocas. Jejich výboj je asymetrický, nebot
druhý výboj bifázického pulsu je delší než
první. Samice (B) jsou kratší a jejich puls je
kratší, symetrický.
28
(No Transcript)
29
(No Transcript)
30
(No Transcript)
31
Ampulární receptory jsou tonické pomalu se
adaptují a reagují na relativne stálé zmeny v
intenzite okolního pole. Tuberózní receptory
slouží k elektrolokaci, receptory reagují na
pulsy vysílané rybou (generované elektrocyty).
Rozsah sensitivit obou typu receptoru se liší.
Obecne jsou citlivejší ampulární receptory,
rozkódují i nižší frekvence.
32
Nekterí zástupci mohou mít i dva ci tri
elektrické orgány, jako napr. Electrophorus
electricus.
Hlavní orgán a prední cást Hunterova orgánu
produkují vysokonapetové výboje, zatímco Sachsuv
orgán a zbytek orgánu Hunterova výboje
nízkonapetové.
33
Elektrický orgán generuje výboj (podle orientace
sloupce elektroplaku nebo -). Proud opustí plak
na jeho anteriorním konci a na konci posteriorním
se vrací. To vytvorí kolem ryby 3D gradient
napetí, který zvíre detekuje.
34
Napetí rychle klesá se vzdáleností a slouží k
získání informace do vzdálenosti max. 1-2 délky
tela ryby. Pokud je v blízkosti ryby izolant
(kamínek aj.) nebo vodic (cerv k snedku, rostlina
aj.), dojde k narušení ekvipotenciálních ploch.
Aby ryby nerušily toto pole vlastním pohybem,
dochází u nich jen k vlnivým pohybum hrbetní
ploutve.
izolant
vodic
35
Co si pamatovat z dnešní prednášky

• co je to tkán
• apolární a polární bunky
• potenciály v poškozené a mechanicky namáhané
  tkáni
• odpoved tkáne na pruchod proudu
• impedancní a vodivostní merení srovnání tkání,
  detekce nádoru v tkáních
• vývoj polarity rostlinných bunek (tkání)
• elektrické jevy pri dozrávání zárodecných bunek
• ryby a jejich elektrické orgány (elektroplaky a
  receptory)