Οργανισμοί χωρίς κυκλοφορικό σύστημα: απλή διάχυση Σπόγγοι, κνιδόζωα, πλατυέλμυνθες

Transcript

1 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 10 Συστήματα οργάνων ζωικών οργανισμών- II

2 Οργανισμοί χωρίς κυκλοφορικό σύστημα: απλή διάχυση Σπόγγοι, κνιδόζωα, πλατυέλμυνθες Η διάχυση είναι μια εξαιρετικά αργή διαδικασία: το Ο 2 χρειάζεται 3 ώρες για να διαχυθεί σε 1 cm μέσα στο νερό και 9 ώρες για 2 cm. στόμιο επιδερμικά κύτταρα πόρος σπογγοκοίλωμα πόρος Ένας σπόγγος διαμέτρου 1 cm και ύψους 10 cm αντλεί 22,5 lt νερού την ημέρα

3 Η ύδρα και η γαστραγγειακή της κοιλότητα Τα κνιδόζωα έχουν μια σχεδόν αραχνοΰφαντη επιδερμίδα μέσω της οποίας γίνεται με διάχυση η ανταλλαγή αερίων και η αποβολή απεκκριμάτων. Η γαστραγγειακή κοιλότητα χρησιμεύει και ως κυκλοφορικό σύστημα.

4 Απουσία κυκλοφορικού συστήματος στην πλανάρια Λόγω του εξαιρετικά επίπεδου και λεπτού σώματός τους κάθε κύτταρο είναι αρκετά κοντά είτε στην εξωτερική επιφάνεια είτε στη διακλαδισμένη ακλαδσμένη γαστραγγειακήακή κοιλότητα, ώστε η μεταφορά ουσιών να συντελείται αποτελεσματικά με διάχυση. μάτι Η διακλαδισμένη γαστραγγειακή κοιλότητα μετά την πέψη των τροφών μεταφέρει τις θρεπτικές ουσίες σε όλα τα μέρη του σώματος γαστραγγειακή κοιλότητα φάρυγγας φαρυγγική κοιλότητα στόμα

5 Ένα τυπικό κυκλοφορικό σύστημα περιλαμβάνει: - ένα ρέον υγρό ιστό (αιμολέμφος μολέμφοςή αίμα) - ένα όργανο άντλησης (καρδιά) - ένα σύστημα από αιμοφόρα αγγεία ή χώρους διαμέσου των ένα σύστημα από αιμοφόρα αγγεία ή χώρους, διαμέσου των οποίων κυκλοφορεί το αίμα ή η αιμολέμφος

6 Ανοιχτό κυκλοφορικό σύστημα μαλακίου (αχιβάδα) Οι κόλποι της καρδιάς δέχονται την οξυγονωμένη αιμολέμφο από τα βράγχια και η κοιλία τη στέλνει μέσω αιμοφόρων αγγείων στα αιμόκοιλα, από όπου με διάχυση διαποτίζονται όλοι οι ιστοί στομάχι Καρδιά: 2 κόλπους και 1 κοιλία αιμοφόρα αγγεία πόδι βράγχια

7 Ανοιχτό κυκλοφορικό σύστημα αρθροπόδων Η σωληνοειδής καρδιά στέλνει την αιμολέμφο μφ σε αγγεία των οποίων οι άκρες ρςείναι ανοιχτές. Η αιμολέμφος διασκορπίζεται έξω από τα αγγεία γεμίζοντας μεγάλους χώρους, τα αιμόκοιλα, και ξαναμπαίνει στο κυκλοφορικό από τα ανοιχτά αγγεία είτε απευθείας από την καρδιά. Η σωληνοειδής καρδιά βοηθά την ώθηση της αιμολέμφου σε απομακρυσμένα σημεία, όπως τα φτερά. αστακός έντομο

8 Ανοιχτό κυκλοφορικό σύστημα εντόμου Η σωληνοειδής καρδιά στέλνει την αιμολέμφο σε ανοιχτά αιμόκοιλα, όπου γίνεται η ανταλλαγή μόνο των θρεπτικών ουσιών ανάμεσα στην αιμολέμφο και στους ιστούς. Στη συνέχεια, η αιμολέμφος επιστρέφει στην καρδιά από λεπτά ανοίγματα εφοδιασμένα με βαλβίδες β ώστε να εμποδίζεται η παλινδρόμηση του υγρού. καρδιά πρόσθιο αγγείο πλευρικά αγγεία βαλβίδες Η αιμολέμφος βρίσκεται σε ανοιχτούς κόλπους που περιβάλλουν τα όργανα σωληνοειδής καρδιά

9 Κλειστό κυκλοφορικό σύστημα (αίμα και λέμφο) του γαιοσκώληκα νωτιαίο αγγείο (κύρια καρδιά) 5 συμπληρωματικές καρδιές κοιλιακό αγγείο καρδιά μικρές διακλαδώσεις αγγείων σε κάθε όργανο

10 Το κυκλοφορικό σύστημα στα σπονδυλωτά εξυπηρετεί διάφορες λειτουργίες: Μεταφορά ουσιών από το πεπτικό σύστημα και από τους χώρους αποθήκευσης σε κάθε κύτταρο του σώματος Μεταφορά του οξυγόνου από τα αναπνευστικά όργανα (βράγχια, πνεύμονες) ) σε όλα τα κύτταρα Μεταφορά των μεταβολικών αποβλήτων από κάθε κύτταρο στο όργανο απέκκρισης Μεταφορά των ορμονών από τους ενδοκρινείς αδένες στους ιστούς - στόχους Υπεράσπιση του οργανισμού εναντίων των λοιμώξεων από μικροοργανισμούς Κατανομή της μεταβολικής θερμότητας στο σώμα και διατήρηση της φυσιολογικής στα ενδόθερμα ζώα

11 Κλειστά κυκλοφορικά συστήματα Εξέλιξη της καρδιάς Τα ψάρια έχουν μια δίχωρη, απλής κυκλοφορίας καρδιά, με έναν κόλπο και μια κοιλία: δέχεται μόνο φλεβικό λβ ακάθαρτο αίμα Τα αμφίβια έχουν μια τρίχωρη καρδιά με δύο κόλπους και μια κοιλία βράγχια Με μπλε είναι το φλεβικό, μη οξυγονωμένο αίμα,, ενώ με κόκκινο το οξυγονωμένο Δεξιός κόλπος πνεύμονες Αριστερός κόλπος σώμα σώμα Τα αμφίβια όταν βρίσκονται στο νερό προσλαμβάνουν επιπλέον οξυγόνο με διάχυση από το δέρμα τους

12 Κλειστά κυκλοφορικά συστήματα στα ερπετά Οι χελώνες και οι σαύρες έχουν μια τρίχωρη καρδιά με δύο κόλπους και μια κοιλία Ο κροκόδειλος έχει μια τετράχωρη καρδιά με δύο κόλπους και δύο κοιλίες πνεύμονες πνεύμονες σώμα σώμα

13 Το κυκλοφορικό σύστημα των θηλαστικών αποτελείται από μια τετράχωρη καρδιά με δύο κόλπους και δύο κοιλίες, και μια πλήρως διαχωρισμένη διπλή κυκλοφορία κεφάλι 1. Αριστερός κόλπος 2. Αριστερή κοιλία 3. Δεξιά κοιλία 4. Δεξιός κόλπος πνεύμονες πνευμονικές αρτηρίες πνεύμονες Καρωτίδα: αιματώνει τον εγκέφαλο 1 άνω κοίλη φλέβα κάτω κοίλη φλέβα ήπαρ ηπατική αρτηρία ηπατική φλέβα αριστερές πνευμονικές φλέβες αορτή Πνευμονική κυκλοφορία: Δεξιά κοιλία-πνεύμονες- Αριστερός κόλπος Συστηματική κυκλοφορία: Αριστερή κοιλία-ιστοί-δεξιό κόλπο έντερο λεκάνη κάτω άκρα

14 άνω κοίλη φλέβα Δεξιός Κόλπος κάτω κοίλη φλέβα

15 ΑΡΤΗΡΙΕΣ: αγγεία που μεταφέρουν το αίμα μακριά από την καρδιά ΦΛΕΒΕΣ: αγγεία που φέρνουν το αίμα στην καρδιά

16 Η ανθρώπινη καρδιά Η ροή του αίματος είναι μονόδρομη αορτή άνω κοίλη φλέβα αορτική βαλβίδα πνευμονική βαλβίδα δεξιός κόλπος τριγλώχινη βαλβίδα δεξιά κοιλία κάτω κοίλη φλέβα πνευμονικός κορμός πνευμονικές αρτηρίες πνευμονικές φλέβες αριστερός κόλπος διγλώχινη ή μητροειδής βαλβίδα τενόντιος χορδή αριστερή κοιλία μεσοκοιλιακό διάφραγμα θηλοειδής μυς

17 Η ανθρώπινη καρδιά: Οι 4 βαλβίδες σε διατομή τριγλώχινη βαλβίδα β διγλώχινη ή μητροειδής βαλβίδα αορτική βαλβίδα πνευμονική βαλβίδα

18

19

20 αριστερός κόλπος Οι κόλποι συστέλλονται, οι κολποκοιλιακές βαλβίδες ανοίγουν και το αίμα εισέρχεται στις κοιλίες δεξιός κόλπος δεξιά κοιλία αριστερή κοιλία Οι κοιλίες συστέλλονται, οι κολποκοιλιακές βαλβίδες κλείνουν και η πίεση στις κοιλίες αυξάνεται μέχρι να ανοίξουν οι μηνοειδείς βαλβίδες Το αίμα εξέρχεται από τις μ ξρχ ς κοιλίες στην αορτή και οι κοιλίες χαλαρώνουν

21

22 Αυτόματη ηλεκτρική δραστηριότητα της καρδιάς Μια απομονωμένη καρδιά χτυπά κανονικά χωρίς κανένα εξωτερικό ερέθισμα από νεύρα ή ορμόνες: αυτοματία Ο φλεβόκομβος (βηματοδότης της καρδιάς) παράγει δυναμικά δράσης και ενεργοποιεί τη συστολή της καρδιάς Φλεβόκομβος (βηματοδότης) Μια ομάδα κυττάρων πάνω στο τοίχωμα του δεξιού κόλπου κολποκοιλιακός κόμβος στο τοίχωμα ανάμεσα στο δεξιό κόλπο και στη δεξιά κοιλία διακλαδιζόμενες δέσμες His άκρη της καρδιάς δά ίνες Purkinje

23

24 Ηλεκτροκαρδιογράφημα: Τα δυναμικά δράσης παράγουν ηλεκτρικά ρεύματα που άγονται έξω από την καρδιά στα εξωκυττάρια υγρά του σώματος και από κει στο δέρμα όπου καταγράφονται με ηλεκτρόδια Η εκπόλωση οδηγεί στη συστολή του μυ, ενώ η υπερπόλωση στη χάλασή του. Φυσιολογικό Ανώμαλο

25

26 Η πίεση του αίματος μέσα στο αγγειακό σύστημα είναι μεγάλη στις αρτηρίες και πολύ χαμηλή στις φλέβες ική ορία Συστολική: όταν συσπώνται οι κοιλίες Η πίεση του αίματος εξαρτάται από: την η ποσότητα του αίματος που εξωθείται από τις κοιλίες (καρδιακή παροχή) και την αντίσταση που συναντά το αίμα στο αγγειακό σύστημα Πίεση (m mmhg) Συστημ κυκλοφο Πν νευμονική κυκ κλοφορία Διαστολική: όταν διαστέλλονται οι κοιλίες Συστολική Διαστολική Η πίεση ελαττώνεται όσο στενεύει η διάμετρος των αγγείων. Όταν λοιπόν το αίμα φτάνει στις φλέβες η πίεση πλησιάζει το μηδέν. Αρτηρ ρίες Αρτηρ ρίδια Τριχο οειδή Φλεβ βίδια Φλέ βες

27 Η δομή των αιμοφόρων αγγείων αρτηρία φλέβα ενδοθήλιο βασική μεμβράνη βαλβίδα Οι αρτηρίες έχουν παχύτερες εξωτερικές στιβάδες γιατί δέχονται το αίμα από την καρδιά με μεγάλη πίεση. Αρτηρία ενδοθήλιο λείος μυς συνδετικός ελαστικός ιστός Τριχοειδές ενδοθήλιο λείος μυς συνδετικός ελαστικός ιστός Φλέβα Τα τοιχώματα των φλεβών είναι λεπτότερα και πιο εκτατά και μπορούν να χωρέσουν μεγαλύτερο όγκο αίματος (το 60% του συνολικού όγκου αίματος βρίσκεται στις φλέβες) Αρτηρίδιο Φλεβίδιο

28 Οι φλέβες έχουν βαλβίδες, οι οποίες εμποδίζουν την παλινδρόμηση του αίματος Η χαμηλή πίεση Η σύσπαση των σκελετικών του αίματος στις μυών πιέζει τις φλέβες φλέβες δεν είναι ικανή να ωθήσει το αίμα προς την καρδιά δά γιατί επιπλέον πρέπει να υπερνικηθεί και η βαρύτητα Ο μυς συσπάται: η βαλβίδα κλείνει λί Ο μυς χαλαρώνει: η βαλβίδα ανοίγει Η πίεση οδηγεί το αίμα της φλέβας προς την καρδιά επειδή οι βαλβίδες μιας ροής εμποδίζουν την επιστροφή του Το αίμα προωθείται προς τα εμπρός λόγω της σύσπασης των μυών, και σε ορισμένες περιοχές λόγω της βαρύτητας Η πίεση επιστροφής οφείλεται στη σύσπαση των αρτηριών, στη σύσπαση των μυών, και σε ορισμένες περιοχές στη βαρύτητα

29

30 Το υγρό που εγκαταλείπει τα τριχοειδή για να μεταφερθεί στους ιστούς ονομάζεται διάμεσο ή μεσοκυττάριο υγρό. Το υγρό αυτό είναι όμοιο με το πλάσμα χωρίς να περιέχει ερυθρά ρ αιμοσφαίρια και αιμοπετάλια, αλλά μόνο λίγα λευκά αιμοσφαίρια. Η περιεκτικότητά του σε πρωτεΐνες είναι το ¼ του πλάσματος, γιατί οι πρωτεΐνες λόγω μεγάλου μεγέθους εγκαταλείπου με δυσκολία τα τριχοειδή. Περιέχει επίσης γλυκόζη, αμινοξέα, οξυγόνο και άλατα. Όμως η ποσότητα υγρού που διηθείται έξω από τα τριχοειδή υπερβαίνει την ποσότητα που απορροφάται από τους ιστούς κατά 4 λίτρα την ημέρα. Αυτά τα 4 λίτρα του διάμεσου υγρού επιστρέφουν στο αίμα μέσω του λεμφικού συστήματος.

31 Λεμφικό σύστημα Σχέση ανάμεσα στα αιμοφόρα τριχοειδή και στα λεμφικά: Στα αιμοφόρα τριχοειδή, η μία άκρη τους συνδέεται με τα αρτηρίδια, ενώ η άλλη με τα φλεβίδια, σε αντίθεση με τα λεμφικά τριχοειδή των οποίων η μία άκρη είναι κλειστή. Η λέμφος που κυλάει στα λεμφαγγεία περνάει μέσα από λεμφαδένες πριν επιστρέψει στις φλέβες φιλτράρουν τη λέμφο απομακρύνοντας ξένες ουσίες και κυτταρικά κατάλοιπα. κύτταρα διάμεσο υγρό λεμφικά τριχοειδή βαλβίδες λευκά αιμοσφαίρια

32 Ανθρώπινο λεμφικό σύστημα αριστερή ρή υποκλείδια δεξιός λεμφικός πόρος φλέβα θωρακικός πόρος δξά δεξιά υποκλείδια φλέβα άνω κοίλη φλέβα λεμφαδένας λεμφαγγείο Το λεμφικό σύστημα είναι ένα δίκτυο αγγείων που συλλέγουν το πλεόνασμα του διάμεσου υγρού και πρωτεΐνες που διαφεύγουν από τα τριχοειδή και τα επιστρέφουν στο αίμα. Στις θέσεις κατά μήκος των λεμφαγγείων στους λεμφαδένες, η λέμφος φιλτράρεται και στη συνέχεια οδηγείται μέσω της κοίλης φλέβας στο δεξιό κόλπο. αμυγδαλή θωρακικός πόρος θύμος καρδιά σπλήνα Ο ρυθμός με τον οποίο ρέει η λέμφος είναι πολύ αργός: 100ml/ώρα σε αντίθεση με 5lt /min που κυλάει τα αίμα.

33

34 Αναπνοή Η διαδικασία κατά την οποία το ζώο παίρνει οξυγόνο από το περιβάλλον και απελευθερώνει CO 2 Κυτταρική αναπνοή Η διαδικασία κατά την οποία το κύτταρο προσλαμβάνει οξυγόνο και απελευθερώνει CO 2 για να εξασφαλίσει ενέργεια με τη μορφή ΑΤΡ. C 6 H 12 O O 2 6 CO H 2 O + 36 ATP + Q

35 ΑΝΑΠΝΕΥΣΤΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ Γενικά χαρακτηριστικά των αερίων Στην επιφάνεια της θάλασσας η ατμοσφαιρική πίεση είναι 760mmHg = 1atm To O 2 = 21% της ατμόσφαιρας P Ο 2 = 0,21x760=160mmHg To CO 2 = 0,03% 03% της ατμόσφαιρας PCO 2 =0,0003x760=0,2mmHg Οι παράγοντες που επηρεάζουν την ποσότητα Ο 2 και CO 2 στο εξωκυτταρικό υγρό είναι: Η μερική πίεση του αερίου Η διαλυτότητα του αερίου (η διαλυτότητα των αερίων στα υγρά είναι χαμηλή: σε 100 ml πλάσματος υπάρχουν 0,5 ml Ο 2, ενώ στον ίδιο όγκο αέρα υπάρχουν 21 ml Ο 2 ) Η θερμοκρασία (στα θερμά νερά υπάρχει λιγότερο διαλυμένο οξυγόνο) Ο ρυθμός διάχυσης (τα αέρια διαχέονται πιο αργά μέσα στα υγρά από ότι στον αέρα: το Ο Ο ρυθμός διάχυσης (τα αέρια διαχέονται πιο αργά μέσα στα υγρά από ότι στον αέρα: το Ο 2 χρειάζεται μια εβδομάδα να διαχυθεί στο νερό στην ίδια απόσταση για την οποία στον αέρα χρειάζεται 1 sec)

36 Διάχυση αερίων μέσω του εξωκυτταρικού τοιχώματος στην ύδρα Επειδή το οξυγόνο διαχέεται πολύ αργά μέσω των ιστών, οργανισμοί πάχους μεγαλύτερου από 1 mm δεν μπορούν να χρησιμοποιήσουν τη διάχυση για ανταλλαγή αερίων ροή νερού Ο 2 CΟ 2

37 Εξωτερικά βράγχια του αμφίβιου Necturus macusolus

38 Δομή και λειτουργία των βραγχίων των ψαριών βραγχιακά τόξα Το νερό που περιέχει διαλυμένο Ο 2 εισέρχεται από το στόμα και περνάει ανάμεσα στα νημάτια, με κατεύθυνση αντίθετη με τη ροή του αίματος στα ελάσματα, όπου γίνεται η ανταλλαγή των αερίων. ροή νερού βραγχιακές άκανθες νερό νερό βραγχιακό κάλυμμα βραγχιακό τόξο βραγχιακά νήματα αρτηρία φλέβα ελάσματα με πολύπλοκο δίκτυο τριχοειδών νερό νερό

39

40 Τραχειακή αναπνοή στα έντομα Ο κύριος μηχανισμός μ αναπνοής στα έντομα είναι ένα σύστημα αγωγών, οι τραχείες, που επικοινωνούν με το εξωτερικό περιβάλλον με πόρους, τα στίγματα. Οι τραχείες διακλαδίζονται σε μικρότερες μονάδες, τα τραχειόλια, τα οποία εισχωρούν βαθιά μέσα στους ιστούς. Η άκρη των τραχειολίων είναι γεμάτη με ένα υγρό διαμέσου του οποίου γίνεται η διάχυση των αερίων.

41 Τραχειακή αναπνοή στα έντομα Το τραχειακό σύστημα έχει ενδογενείς περιορισμούς. Τα αέρια διαχέονται δύσκολα σε στενούς και μακρείς αγωγούς και η μεταφορά τους γίνεται με ικανοποιητικό τρόπο μόνο αν οι αγωγοί αυτοί δεν ξεπερνούν ένα ορισμένο μήκος. αεροφόροι σάκοι τραχείες στίγματα σωματικό κύτταρο τραχειόλιο αερόσακος τραχεία εξωσκελετός

42 Η βαθμιαία εξέλιξη των πνευμόνων οδήγησε στην αύξηση της επιφάνειας ανταλλαγής αερίων ΑΜΦΙΒΙΑ Η αναπνοή με πνεύμονες έχει πολλά πλεονεκτήματα έναντι της αναπνοής με βράγχια: 1.Ο αέρας περιέχει 14 φορές περισσότερο οξυγόνο από ότι το νερό. 2.Ένας οργανισμός που αναπνέει με πνεύμονες καταναλώνει πολύ λιγότερη ενέργεια από έναν οργανισμό που αναπνέει με βράγχια ΕΡΠΕΤΑ ΘΗΛΑΣΤΙΚΑ δευτερογενής βρόγχος αρτηρία φλέβα κυψελιδικός σάκος Όσο πιο αυξημένες είναι οι ανάγκες του οργανισμού σε οξυγόνο, τόσο πιο διακλαδισμένη είναι η εσωτερική επιφάνεια των πνευμόνων τριχοειδή κυψελίδες

43 Αναπνοή θετικής πίεσης στα αμφίβια Ο αέρας εισέρχεται από τα ρουθούνια καθώς το στόμα είναι κλειστό, και δημιουργείται μια πίεση μεγαλύτερη από την ατμοσφαιρική. Ο βάτραχος μπορεί επίσης να προσλάβει οξυγόνο και μέσω του δέρματός του. Στη συνέχεια κλείνουν τα ρουθούνια και ο αέρας ακολουθεί τη μόνη διέξοδο που έχει προς τους πνεύμονες. Τέλος ο αέρας εξέρχεται από το στόμα.

44 Ένας χαρακτηριστικός τρόπος αναπνοής στα πτηνά πνεύμονες πρωτογενής βρόγχος πίσω αεροφόροι σάκοι τραχεία μπροστινοί αεροφόροι σάκοι Κατά την εισπνοή, από την τραχεία, ο φρέσκος αέρας (πορτοκαλί βέλη) κατευθύνεται προς τους πίσω αεροφόρους σάκους και προς τα αεροφόρα τριχοειδή των πνευμόνων. φλεβικό αίμα αιμοφόρα τριχοειδή Κατά την εκπνοή, ο αέρας που βρισκόταν στους πίσω αεροφόρους σάκους κατευθύνεται στα αεροφόρα τριχοειδή, στη συνέχεια στους μπροστινούς αεροφόρους σάκους, και τέλος εξέρχεται στο περιβάλλον (μπλε βέλη). αρτηριακό αίμα μπροστινοί αεροφόροι σάκοι Η ανταλλαγή αερίων γίνεται ανάμεσα στα αεροφόρα και στα αιμοφόρα τριχοειδή, τα οποία είναι κάθετα τοποθετημένα μεταξύ τους. πίσω αεροφόροι σάκοι αεροφόρα τριχοειδή πρωτογενής βρόγχος τραχεία

45 Ανταλλαγή αερίων στους πνεύμονες και στους ιστούς πνευμονική κοιλότητα εξωκυτταρικό υγρό πνευμονικά κύτταρα ερυθρά αιμοσφαίρια Αρτηριακό αίμα αρτηρίες φλέβες Φλεβικό αίμα σωματικά κύτταρα

46 Αναπνοή αρνητικής πίεσης η οποία λειτουργεί σαν αντλία που τραβά τον αέρα στους πνεύμονες αντί να τον σπρώχνει Οι πνεύμονες βρίσκονται μέσα στη θωρακική κοιλότητα, η οποία σχηματίζεται από τα πλευρά και το διάφραγμα. πλευρά τραχεία χόνδροι οσφρητική κοιλότητα στοματική κοιλότητα φάρυγγας λάρυγγας Η μεμβράνη του υπεζωκότα περιβάλλει τη θωρακική κοιλότητα και τους πνεύμονες βρόγχοι βρογχιόλια διάφραγμα Η σύσπαση του διαφράγματος οδηγεί σε αύξηση του όγκου των πνευμόνων (εισπνοή) πνεύμονας θωρακική κοιλότητα υπεζωκότας Η χάλαση του διαφράγματος οδηγεί σε μείωση του όγκου των πνευμόνων (εκπνοή) διάφραγμα

47 Πεπτικό Σύστημα Ενδοκυτταρική πέψη σε απλούς Εξωκυτταρική πέψη σε απλούς οργανισμούς με οργανισμούς ατελές πεπτικό σύστημα

48 Ενδοκυτταρική πέψη σε απλούς οργανισμούς Πρόσληψη και πέψη της τροφής από το Paramecium. άχρηστα υλικά τροφή ενδοκυτταρικό κυστίδιο πεπτικό κενοτόπιο

49 Εξωκυτταρική πέψη σε απλούς οργανισμούς με ατελές πεπτικό σύστημα τροφή άχρηστες ουσίες γαστραγγειακή κοιλότητα ΥΔΡΑ γαστραγγειακή κοιλότητα ΠΛΑΝΑΡΙΑ φάρυγγας Οι πλατυέλμυνθες αρχίζουν την πέψη της τροφής προτού την καταπιούν. Προεκτείνεται ο φάρυγγάς τους έξω από το στόμα, και εκκρίνουν ένζυμα που χρησιμεύουν στην πέψη των τροφών. Μετά από μερική πέψη (οι πρωτεΐνες διασπώνται σε πολυπεπτίδια) τα θρεπτικά οδηγούνται στο εσωτερικό των κυττάρων, όπου συνεχίζεται η πέψη

50 Εξωκυτταρική πέψη σε ασπόνδυλα και σπονδυλωτά με πλήρες πεπτικό σύστημα ΔΙΑΜΠΕΡΕΣ, ΣΩΛΗΝΟΕΙΔΕΣ ΠΕΠΤΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΝΗΜΑΤΩΔΕΙΣ στόμα φάρυγγας έντερο πρωκτός πρόλοβος στομάχι ΔΑΚΤΥΛΙΟΣΚΩΛΗΚΕΣ στόμα φάρυγγας έντερο πρωκτός στομάχι έντερο αμάρα ΣΠΟΝΔΥΛΩΤΑ στόμα οισοφάγος συκώτι πάγκρεας πρωκτός

51 Πεπτικά συστήματα σαρκοφάγων και φυτοφάγων θηλαστικών Παρότι και τα δύο θηλαστικά είναι ίδιου μεγέθους, το έντερο του κοάλα είναι πολύ μακρύτερο αυξάνοντας τη διαδικασία της πέψης των φτωχών σε πρωτεΐνες φύλλων του ευκαλύπτου. Το τυφλό έντερο του κοάλα (2μ), το μεγαλύτερο από οποιοδήποτε άλλο ζώο ίδιου μεγέθους, χρησιμεύει ως χώρος αποθήκευσης συμβιωτικών βακτηρίων που βοηθούν στην πέψη της κυτταρίνης. στομάχι τυφλό έντερο παχύ έντερο λεπτό έντερο ΣΑΡΚΟΦΑΓΟ ΦΥΤΟΦΑΓΟ

52

53 Το σχήμα των δοντιών αντανακλά τις διατροφικές συνήθειες του ζώου ΣΑΡΚΟΦΑΓΟ τομείςκοπτήρες κυνόδοντες προγόμφιοι γομφίοι ΦΥΤΟΦΑΓΟ ΠΑΜΦΑΓΟ

54

55 Το τετράχωρο στομάχι των μηρυκαστικών

56 Η πορεία που ακολουθεί η τροφή στα μηρυκαστικά λεπτό έντερο εχίνος οισοφάγος κοιλία ήνιστρο κεκρύφαλος τροφή

57 Ανθρώπινο πεπτικό σύστημα γλώσσα παρωτίδα υπογλώσσιος αδένας υπογνάθιος αδένας στοματική κοιλότητα φάρυγγας οισοφάγος Το σάλιο περιέχει: 1. Βλέννα: σύμπλεγμα γλυκοπρωτεϊνών βλεννίνες- που λιπαίνουν την τροφή διευκολύνοντας την κατάποση. 2. Λυσοζύμη: αντιβακτηριακή δράση, σκοτώνοντας πολλά από τα βακτήρια που εισέρχονται στο στόμα με την τροφή. 3. Το ένζυμο σιαλική αμυλάση που υδρολύει το άμυλο και το γλυκογόνο σε ολιγοσακχαρίτες.

58 Ανθρώπινο πεπτικό σύστημα γλώσσα παρωτίδα υπογλώσσιος αδένας υπογνάθιος αδένας στοματική κοιλότητα φάρυγγας οισοφάγος καρδιακό στόμιο άνω μοίρα του παχέος εντέρου ειλεός λεπτού εντέρου δωδεκαδάκτυλο λεπτού εντέρου λεπτό έντερο παχύ έντερο τυφλό ορθό σκωληκοειδής απόφυση πρωκτός

59 Κατάποση Ο φάρυγγας οδηγεί στο πεπτικό (οισοφάγο) και στο αναπνευστικό (τραχεία). Κατά την κατάποση η επιγλωττίδα κλείνει τη δίοδο προς την τραχεία και ο σβώλος της τροφής οδηγείται στον οισοφάγο. επιγλωττίδα (επάνω) μαλακή υπερώα σκληρή υπερώα λάρυγγας επιγλωττίδα τραχεία οισοφάγος σβώλος ρινοφάρυγγας τροφής φάρυγγας γλωττίδα γλωττίδα (κάτω) οισοφαγικός σφιγκτήρας σε συστολή μυς σε χάλαση μυς σε συστολή μυς σε χάλαση

60 Το στομάχι μπορεί να διογκωθεί για να δεχτεί έως 2 λίτρα τροφής και υγρού. Χρειάζονται 2-6 ώρες μετά από ένα γεύμα για να αδειάσει το στομάχι οισοφάγος θόλος άνω οισοφαγικός σφιγκτήρας Σώμα: έκκριση βλέννας, πεψινογόνου και HCl δωδεκαδάκτυλοδ ph 2 αρχικά καταστρέφει την εξωκυττάρια θεμέλια ουσία που συνδέει τα κύτταρα, και επίσης σκοτώνει τα βακτήρια πυλωρικός σφιγκτήρας Άντρο: έκκριση βλέννας, πεψινογόνου και γαστρίνης

61 Το τοίχωμα του στομάχου γαστρικά βοθρία βλεννογόνο κύτταρο τοιχωματικό κύτταρο θεμέλιο κύτταρο βλεννογόνος μυϊκός ιστός υποβλεννογόνος μυϊκός ιστός πλάγια στιβάδα μυϊκού ιστού κυκλοτερής στιβάδα μυϊκού ιστού επιμήκης στιβάδα μυϊκού ιστού χοριοειδής στιβάδα Το τοίχωμα του στομάχου περιέχει γαστρικά βοθρία, όπου τοιχωματικά κύτταρα εκκρίνουν HCl, θεμέλια κύτταρα εκκρίνουν πεψινογόνο και βλεννογόνα κύτταρα εκκρίνουν βλέννα, η οποία προστατεύει το στομάχι από τη διάβρωση. Οι τρεις στιβάδες μυϊκών κυττάρων που δημιουργούν το τοίχωμα του στομάχου είναι τοποθετημένες με διαφορετικές γωνίες επιτρέποντας τη μηχανική ανάμιξη της τροφής με περισταλτικά κύματα.

62 Το HCl κόβει ένα κομμάτι από το πεψινογόνο, επιτρέποντας να εμφανιστεί η ενεργή θέση του ενζύμου Χαμηλό ph ενεργό κέντρο Ανενεργό ζυμογόνο: πεψινογόνο Ενεργό ένζυμο: ΠΕΨΙΝΟΓΟΝΟ πεψίνη HCl πεψίνη Πεψινογόνο και HCl εκκρίνονται στον αυλό του στομάχου Το HCl μετατρέπει το πεψινογόνο σε ενεργή πεψίνη Η πεψίνη ξεκινά την υδρόλυση των πρωτεϊνών θεμέλιο κύτταρο τοιχωματικό κύτταρο

63 Το δωδεκαδάκτυλο Υδρολυτικά ένζυμα που εκκρίνονται από το συκώτι και το πάγκρεας αναμιγνύονται με τον όξινο χυμό στο δωδεκαδάκτυλο, συνεχίζοντας τη διαδικασία της πέψης. ήπαρ χολή χοληδόχος κύστη Η χολή περιέχει χολικά άλατα που βοηθούν στην πέψη και απορρόφηση των λιπών. εντερικό υγρό γαστρικός όξινος χυμός στομάχι δωδεκαδάκτυλο παγκρεατικό υγρό πάγκρεας Το πάγκρεας παράγει υδρολυτικά ένζυμα πρωτεάσες και Το πάγκρεας παράγει υδρολυτικά ένζυμα πρωτεάσες, και ένα αλκαλικό υγρό, πλούσιο σε όξινα ανθρακικά ιόντα που δρουν ως ρυθμιστικό διάλυμα που εξουδετερώνει την οξύτητα του χυμού που προέρχεται από το στομάχι

64 Το τοίχωμα του λεπτού εντέρου μικρολάχνες Τα 17 δισεκατομμύρια επιθηλιακά κύτταρα αντικαθίστανται κάθε μέρα, ενώ το σύνολο του επιθηλίου του λεπτού εντέρου κάθε 5 μέρες. Φλέβα που μεταφέρει αίμα στα πυλαία μικρολάχνες ηπατικά αγγεία λάχνη τριχοειδή επιθηλιακά κύτταρα αρτηρίδιο νευρική ίνα φλεβίδιο μυϊκές στιβάδες μικρολάχνες πλατιές κυκλικές αναδιπλώσεις χηλοφόρο αγγείο λεμφικός πόρος αρτηρία φλέβα βλεννογόνος μυϊκός χιτώνας

65 Οι φλέβες από το λεπτό έντερο καταλήγουν στην πυλαία ηπατικής φλέβα, η οποία οδηγεί τα θρεπτικά αρχικά στο συκώτι 4. Το αίμα εισέρχεται στη γενική κυκλοφορία μέσω της ηπατικής φλέβας 3. Το ήπαρ ελέγχει το περιεχόμενο του αίματος 2. Οι θρεπτικές ουσίες μεταφέρονται μέσω της πυλαίας ηπατικής φλέβας στο ήπαρ 1. Το λεπτό έντερο απορροφά τα προϊόντα της πέψης.

66 Το παχύ έντερο απορροφά νερό και άλατα, συμπυκνώνοντας τα κόπρανα εγκάρσια μοίρα παχέος εντέρου ανιούσα μοίρα παχέος εντέρου κατιούσα μοίρα παχέος εντέρου σιγμοειδές κόλον Διακρίνεται το σημείο, όπου ο ειλεός (το τελευταίο τμήμα του λεπτού εντέρου) καταλήγει στο παχύ έντερο ορθό πρωκτός ειλεός ειλεοκολική βαλβίδα τυφλό σκωληκοειδής απόφυση

67 Ωσμορρύθμιση σε οστεϊχθύες ΨΑΡΙ ΘΑΛΑΣΣΙΝΟΥ ΝΕΡΟΥ ΨΑΡΙ ΓΛΥΚΟΥ ΝΕΡΟΥ Παθητική απώλεια νερού από τα βράγχια Παθητική πρόσληψη νερού από την επιφάνεια του σώματος και από τα βράγχια Ενεργή απέκκριση αλάτων από τα βράγχια Λιγοστή ποσότητα ισότονων ούρων που περιέχει λίγα άλατα Ενεργή πρόσληψη αλάτων από τα βράγχια Μεγάλη ποσότητα υπότονων ούρων που περιέχει λίγα άλατα

68 Αδένες απέκκρισης άλατος στον άλμπατρος, ο οποίος είναι αναγκασμένος να ζει για μεγάλο διάστημα πάνω από τη θάλασσα ρινικοί αδένες ρουθούνι με εκκρίσεις αλάτων αυλός εκκριτικού Αδένες άλατος (με περίσσεια άλατος) ) σε θαλάσσια ιγκουάνα φλέβα σωληναρίου τριχοειδές εκκριτικό σωληνάριο μεταφορικό επιθήλιο κατεύθυνση της κίνησης των αλάτων κεντρικός αγωγός ροή αίματος εκκριτικό κύτταρο

69 Αζωτούχα απόβλητα διαφόρων ζωικών οργανισμών Ζώα Τόπος κατοικίας Αζωτούχο απόβλητο Υδρόβια ασπόνδυλα Οστεϊχθύες Προνύμφες αμφιβίων Νερό ΝΗ 3 Αμμωνία Ενήλικα αμφίβια θηλαστικά Ξηρά Ουρία Έντομα Πτηνά Ερπετά Ξηρά Ουρικό οξύ

70 Το απεκκριτικό σύστημα της πλανάριας αποτελείται από πρωτονεφρίδια: ένα σύστημα διακλαδισμένων σωλήνων, η μια άκρη των οποίων καταλήγει σε ένα φλογοκύτταρο που φιλτράρει το διάμεσο υγρό και η άλλη άκρη είναι ανοιχτή στο περιβάλλον απεκκριτικοί πόροι φλογοκύτταρο βλεφαρίδες συλλεκτικό σωληνάριο

71

72 Μετανεφρίδια ενός γαιοσκώληκα. Κάθε μεταμερές περιέχει ένα ζευγάρι μετανεφριδίων, που συλλέγει το κοιλωματικό υγρό από το διπλανό μεταμερές κοίλωμα δίκτυο τριχοειδών κύστη συλλεκτικό σωληνάριο νεφροστόμιο νεφριδιοπόρος

73 Μαλπιγγιανά σωληνάρια εντόμων πεπτικός σωλήνας ορθό έντερο τελικό έντερο μέσο έντερο (στομάχι) Μαλπιγγιανά σωληνάρια Κ + Να + τελικό έντερο ορθό 3. Το ουρικό οξύ συγκεντρώνεται στο ορθό και απεκκρίνεται ουρικό οξύ Η 2 Ο Να + Κ + Η 2 Ο ουρικό οξύ Η 2 Ο 2 ημιστερεά απεκκρίματα (περιέχουν και ουρικό οξύ) Μαλπιγγιανά σωληνάρια 2. Τα ιόντα Να + και Κ + μεταφέρονται ενεργά από το τελικό έντερο και το ορθό πίσω στο εντερικό υγρό. Το Η 2 Ο ακολουθεί. Η 2 Ο Να + Κ + 1. Ουρικό οξύ, Να + και Κ + μεταφέρονται στα Μαλπιγγιανά σωληνάρια. Το Η 2 Ο ακολουθεί. Η 2 Ο

74

75 Απεκκριτικό σύστημα Τα νεφρά επιλεκτικά συγκρατούν και ανακυκλώνουν διαλυτές χημικές ουσίες και νερό με τρεις διαδικασίες: 1. Διήθηση (Filtration): Προσλαμβάνει απόβλητα, θρεπτικά και νερό από το αίμα μέσα στα νεφρικά σωληνάρια, αφήνοντας έξω μεγαλομοριακές ουσίες και κυτταρικά στοιχεία. 2. Επαναρρόφηση (Reabsorption): Τα αιμοφόρα αγγεία που περιβάλουν τα νεφρικά σωληνάρια επαναπροσλαμβάνουν άλατα, θρεπτικά και νερό. 3. Έκκριση (Secretion): Τα νεφρικά σωληνάρια απομακρύνουν τοξικές ουσίες απεκκρίνοντάς τις με τα ούσα.

76 Το απεκκριτικό σύστημα του ανθρώπου νεφρική κάψα δεξιά νεφρική φλέβα νεφρική πύελος κάτω κοίλη φλέβα επινεφρίδιο αριστερή νεφρική αρτηρία νεφρική πύλη αριστερός νεφρός κοιλιακή αορτή στόμια ουρητήρα δεξιός και αριστερός ουρητήρας ουροδόχος κύστη ουρήθρα έξω στόμιο ουρήθρας

77 Ο κάθε νεφρός εφοδιάζεται από τη νεφρική αρτηρία με αίμα, το οποίο στη συνέχεια απομακρύνεται από τη νεφρική φλέβα νεφρική αρτηρία νεφρική φλέβα

78 Βασική δομή ενός νεφρώνα Προσαγωγό αρτηρίδιο από τη νεφρική αρτηρία σπείραμα κάψα Bowman εγγύς εσπειραμένο σωληνάριο περισωληναριακά ρ τριχοειδή ρχ απαγωγό αρτηρίδιο από το σπείραμα άπω εσπειραμένο σωληνάριο νεφρική φλέβα αθροιστικός πόρος καμπύλη του Henle κατιόν σκέλος ανιόν σκέλος ευθέα αγγεία

79 Το νεφρικό σωμάτιο αποτελείται από το σπείραμα και τη κάψα του Bowman προσαγωγό αρτηρίδιο παρασπειραματικό κύτταρο πυκνή κηλίδα τοιχωματική στιβάδα της κάψας Bowman μεσαγγειακό κύτταρο καψική κοιλότητα απαγωγό αρτηρίδιο ποδοκύτταρο της σπλαχνικής στιβάδας της κάψας του Bowman ενδοθήλιο νεφρικού σπειράματος ποδοκύτταρα

80 Παρασπειραματικά κύτταρα Πυκνή κηλίδα Παρασπειραματική συσκευή Προσαγωγό αρτηρίδιο Μεσαγγειακά κύτταρα Κάψα Bowman μια κάψα γεμάτη νερό Απαγωγό αρτηρίδιο Ποδοκύτταρα Κάθε νεφρικό σωμάτιο περιέχει 1. Τα νεφρικά σπειράματα ή σπειραματικά τριχοειδή, ένα θύσανο αλληλοσυνδεόμενων τριχοειδών βρόχων 2. Την κάψα του Bowman. Μια κάψα γεμάτη νερό

81 Η υπερδιήθηση πραγματοποιείται από τα σπειραματικά τριχοειδή διαμέσου 3 ηθμών - στιβάδων: 1.Μονόστιβο β επιθήλιο των σπειραματικών τριχοειδών ρχ αγγείων, με πολλούς πόρους 2. Ακύτταρη βασική μεμβράνη από κολλαγόνο και γλυκοπρωτεΐνες 3. Ποδοκύτταρα της κάψας του Bowmann ποδοκύτταρο της σπλαχνικής στιβάδας της κάψας του Bowman ποδοκύτταρο ΗΘΜΟΣ ΣΤΑ ΚΥΤΤΑΡΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΤΟΥ ΑΙΜΑΤΟΣ ΕΠΙΤΡΕΠΕΙ ΤΗ ΔΙΟΔΟ ΜΟΡΙΩΝ ΑΝΑΛΟΓΑ ΜΕ ΤΟ ΜΕΓΕΘΟΣ ΚΑΙ ΤΟ ΦΟΡΤΙΟ ΤΟΥΣ ΔΙΑΤΗΡΗΣΗ ΤΗΣ ΒΑΣΙΚΗΣ ΔΙΑΤΗΡΗΣΗ ΤΗΣ ΒΑΣΙΚΗΣ ΜΕΜΒΡΑΝΗΣ

82 Νεφρική κάψα ΕΓΓΥΣ ΕΣΠΕΙΡΑΜΕΝΟ ΣΩΛΗΝΑΡΙΟ ΝΕΦΡΙΚΟ ΣΩΜΑΤΙΟ Κάψα Bowman Σπείραμα ΆΠΩ Εσπειραμένο Σωληνάριο Κάθε νεφρώνας είναι ένας σωλήνας με τυφλό άκρο που αποτελείται από: 1. Ένα νεφρικό σωμάτιο, το οποίο σχηματίζει από το αίμα ένα διήθημα που δεν περιέχει ούτε κύτταρα, ούτε πρωτεΐνες: ΣΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΔΙΗΘΗΣΗ 2. Ένα σωληνάριο. Καθώς το διήθημα ρέει μέσα στο σωληνάριο διάφορες ουσίες προστίθενται ή αφαιρούνται: ΣΩΛΗΝΑΡΙΑΚΗ ΕΚΚΡΙΣΗ ή ΕΠΑΝΑΡΡΟΦΗΣΗ Περισωληναριακά τριχοειδή Φλέβα Αρτηρία Αγκύλη του Henle Αγκύλη του Henle Αθροιστικό σωληνάριο Τα αθροιστικά σωληνάρια πολλών άπω εσπειραμένων συγχωνεύονται σε μεγαλύτερα που διοχετεύονται στο νεφρικό κάλυκα ΝΕΦΡΙΚΟΣ ΚΑΛΥΚΑΣ ΝΕΦΡΙΚΗ ΠΥΕΛΟΣ

83 Μια ουσία μπορεί να εισέλθει σε ένα σωληνάριο και να απεκκριθεί στα ούρα μέσω είτε της σπειραματικής διήθησης είτε της σωληναριακής έκκρισης αρτηρία προσαγωγό αρτηρίδιο σπειραματικό τριχοειδές απαγωγό αρτηρίδιο 1. Σπειραματική καψική δήθ διήθηση κοιλότητα 2. Σωληναριακή έκκριση περισωληναριακό 3. Σωληναριακή σωληνάριο τριχοειδές επαναρρόφηση ουρική απέκκριση

84 Τα θηλαστικά και τα πτηνά έχουν δυο ειδών νεφρώνες: τους φλοιικούς (των οποίων το εσπειραμένο σωληνάριο βρίσκεται ολοκληρωτικά στο φλοιό των νεφρών) και τους παραμυελικούς (των οποίων το εσπειραμένο σωληνάριο είναι πολύ μακρύτερο και βρίσκεται και στο μυελό των νεφρών) παραμυελικός νεφρώνας φλοιικός νεφρώνας νεφρικός φλοιός νεφρικός φλοιός νεφρικός μυελός αθροιστικός πόρος νεφρική πύελος νεφρικός μυελός προς νεφρική πύελο

85 ΔΙΗΘΗΣΗ ΣΩΛΗΝΑΡΙΑΚΗ ΕΠΑΝΑΡΡΟΦΗΣΗ ΣΩΛΗΝΑΡΙΑΚ Η ΕΚΚΡΙΣΗ Η μετατροπή του υπερδιηθήματος του αίματος σε ούρα κάψα Bowman Η 2Ο Ενεργή μεταφορά NaCl, θρεπτικά Η 2 Ο Η 2 Ο ΝΗ 4 NaCl εγγύς εσπειραμένο σωληνάριο Η 2 Ο Η 2 Ο Κ + Η + άπω εσπειραμένο σωληνάριο NaCl NaCl Η 2 Ο Νεφρικός φλοιός NaCl Η 2 Ο Η 2 Ο ουρία Η 2 Ο NaCl Η 2 Ο ουρία aγκύλη του Henle αθροιστικός πόρος

86 Στο εγγύς εσπειραματικό σωληνάριο επαναρροφώνται: όλη η γλυκόζη και τα αμινοξέα τα 2/3 του Na + Αν δεν υπήρχε η εκτενής επαναρρόφηση των διαλυμένων ουσιών και του νερού στο εγγύς σωληνάριο, ο οργανισμός των θηλαστικών γρήγορα θα αφυδατωνόταν και θα έχανε τη φυσιολογική του ωσμωτικότητα.

87 Ανιόν σκέλος της αγκύλης του Henle: Η ΚΥΡΙΟΤΕΡΗ ΘΕΣΗ ΕΠΑΝΑΡΡΟΦΗΣΗΣ ΑΛΑΤΩΝ Αδιαπέραστη στο νερό Ενεργητική επαναρρόφηση Cl - Παθητική επαναρρόφηση Na + και κατιόντων Άπω και Αθροιστικό σωληνάριο Επαναρροφάται το 1/3 Na + και Λεπτή ρύθμιση του Κ + στα ούρα μέσω ΑΛΔΟΣΤΕΡΟΝΗΣ ΑDH ενισχύει την επαναρρόφηση του νερού

88 Η ενεργός επανορρόφηση του Na + οδηγεί σε παθητική επαναρρόφηση του νερού 1. Το Na + μεταφέρεται από το εγγύς σωληνάριο στο διάμεσο υγρό. 2. Η απομάκρυνσή του μειώνει την ωσμωμοριακότητα στο σωληνάριο και έτσι αυξάνει τη συγκέντρωση του νερού στο σωληνάριο και παράλληλα αυξάνει την ωσμωμοριακότητα του διάμεσου υγρού 3. Η διαφορά συγκέντρωσης νερού μεταξύ σωληναρίου/διάμεσου υγρού προκαλεί διάχυση του νερού προς το διάμεσο υγρό 4. Λόγω αυξημένης ωσμωμοριακότητας το νερό, το Na + και άλλες ουσίες κινούνται προς τα τριχοειδή

89 Η επαναρρόφηση νερού από το άπω εσπειραμένο σωληνάριο και τον αθροιστικό πόρο είναι κάτω από τον έλεγχο της αντιδιουρητικής ορμόνης (ADH) ADH παρούσα: ο αθροιστικός πόρος είναι διαπερατός από το νερό ADH απούσα: ο αθροιστικός πόρος είναι αδιαπέραστός από το νερό άπω εσπειραμένο σωληνάριο φλοιός άπω εσπειραμένο σωληνάριο φλοιός διαλυμένες μυελός διαλυμένες ουσίες ουσίες μικρή ποσότητα συμπυκνωμένων ούρων μεγάλη ποσότητα αραιών ούρων μυελός Η ικανότητα του ανθρώπου να παράγει υπερωσμωτικά ούρα: καθοριστικός παράγοντας στην επίβωση όταν η πρόσβαση σε νερό είναι περιορισμένη. Ο ανθρώπινος νεφρός μπορεί να παράγει ούρα πέντε φορές πιο συμπυκνωμένα (1.400 mosmol/lt) από ότι το πλάσμα (300 mosmol/lt).

90 Υπόφυση

91

92

93 Η παρασπειραματική συσκευή ανιχνεύει τη μείωση στην πίεση ή στον όγκο του αίματος και απελευθερώνει στο αίμα τη ρενίνη νεφρικό σωμάτιο νεφρικό συμπαθητικό νεύρο απαγωγό αρτηρίδιο πυκνή κηλίδα παρασπειραματικά κύτταρα προσαγωγό αρτηρίδιο

94 Έλεγχος της επαναρρόφησης του Να + Πυκνή κηλίδα Παρασπειραματική συσκευή Προσαγωγό αρτηρίδιο Παρασπειραματικά κύτταρα ΡΕΝΙΝΗ Μεσαγγειακά κύτταρα Κάψα Bowman μια κάψα γεμάτη νερό Απαγωγό αρτηρίδιο Ποδοκύτταρα ΡΕΝΙΝΗ Όταν το Na + είναι λίγο εκκρίνεται ρενίνη Πολλή αλδοστερόνη, όλο το Na + επαναρροφάται

95 Πώς τα νεφρά αντιλαμβάνονται την ελάττωση ή την αύξηση της συγκέντρωσης Na +? 1. Ενδονεφρικοί τασεοαισθητήρες στα παρασπειραματικά κύτταρα: όταν το Να + είναι λίγο, ο όγκος του πλάσματος μειώνεται, η πίεση του αίματος στα νεφρά μειώνεται, τα κύτταρα διατείνονται λιγότερο, εκκρίνουν ρενίνη. 2. Νεφρικά συμπαθητικά νεύρα νευρώνουν απευθείας τα παρασπειραματικά ρ κύτταρα: όταν το Να + είναι λίγο, ο όγκος του πλάσματος μειώνεται, η καρδιαγγειακή πίεση μειώνεται, το ΣΝΣ ενεργοποιείται, διεγείρει τα παρασπειραματικά κύτταρα, προκαλεί έκκριση ρενίνης.

96 Η ευκαμψία α των νεφρών των θηλαστικών τους επιτρέπει να ρυθμίζουν και να εξισορροπούν πολύ γρήγορα προβλήματα ωσμομοριακότητας, όπως αυτά που αντιμετωπίζει η νυχτερίδα-βαμπίρ της Ν. Αμερικής. Η νυχτερίδα αυτή ζει σε βαθιές απόμερες σπηλιές και τρέφεται με αίμα. Τα θύματά της είναι μεγάλα πουλιά και θηλαστικά, ηατ τα οποία όμως για να τα βρει πρέπει να διατρέξει πολύ μεγάλες αποστάσεις γι αυτό προσλαμβάνει όσο μεγαλύτερη ποσότητα αίματος μπορεί. Για να μπορέσει να επιστρέψει πίσω στην σπηλιά της, οι νεφροί της απεκκρίνουν μεγάλες ποσότητες νερού με τα ούρα (έως 24% του βάρους της σε μια ώρα). Όταν στη συνέχεια επιστρέψει, ρψ, η νυχτερίδα αντιμετωπίζει ένα τελείως διαφορετικό ρυθμιστικό πρόβλημα: η τροφή της αποτελείται κυρίως από πρωτεΐνες, οι οποίες παράγουν μεγάλες ποσότητες ουρίας, ενώ η νυχτερίδα δεν έχει πρόσβαση σε πόσιμο νερό για να την διαλύσει. Τότε οι νεφροί της αλλάζουν τρόπο δράσης και παράγουν πολύ μικρές ποσότητες υψηλά συμπυκνωμένων ούρων (πάνω από mosmol/l), μια ρύθμιση που επιτρέπει την απομάκρυνση της ουρίας και την ταυτόχρονη διατήρηση η νερού. Η ικανότητα της νυχτερίδας-βαμπίρ να εναλλάσσει γρήγορα την παραγωγή μεγάλης ποσότητας διαλυμένων ούρων με την παραγωγή μικρής ποσότητας πολύ υπερωσμοτικών ούρων είναι ένα κύριο στοιχείο προσαρμογής σε ασυνήθιστες πηγές τροφής.

97 Θηλαστικά όπως ο αρουραίος-καγκουρό που ζει στην έρημο της Β. Αμερικής, έχουν εξαιρετικά μακριές αγκύλες του Henle, οι οποίες τους επιτρέπουν να επαναρροφούν μεγάλες ποσότητες νερού και να απεκκρίνουν πολύ συμπυκνωμένα ούρα

98 Ανοσοποιητικό σύστημα Ο Edward Jenner εμβολιάζει παιδιά με το εμβόλιο της ευλογιάς, το 1798 Το 1798, ο άγγλος γιατρός Edward Jenner παρατήρησε ότι οι εργάτριες σε αγελαδοτροφεία δεν προσβάλλονταν από την ευλογιά, ενώ οι αγελάδες προσβάλλονταν από μια ανάλογη ασθένεια, τη δαμαλίτιδα. Ο Jenner υπέθεσε ότι υπεύθυνη για την ανοσία ήταν η έκθεση των εργατριών στο ιό της δαμαλίτιδας. Για να ελέγξει έξ την υπόθεσή του, εμβολίασε ένα αγόρι με το υγρό, το οποίο συνέλεξε από σπυριά αγελάδων με δαμαλίτιδα. Αργότερα, εμβολίασε το αγόρι με το υγρό από σπυριά ευλογιάς. Όπως προέβλεψε, το αγόρι δεν προσβλήθηκε από την ευλογιά

99 Στα τέλη του 1800, ο Louis Pasteur διεύρυνε τη χρήση του εμβολιασμού. Όταν εισήγαγε με ένεση σε κοτόπουλα, βακτήρια της χολέρας, τα οποία καλλιεργούσε σε θρεπτικό μέσο, το αποτέλεσμα ήταν θανατηφόρο. Όταν όμως ένεσε μια παλιά ξεχασμένη όλο το καλοκαίρι καλλιέργεια, τα κοτόπουλα ασθενούσαν αλλά επιβίωναν. Όταν, στα ίδια κοτόπουλα ένεσε μια φρέσκια καλλιέργεια τα κοτόπουλα δεν νοσούσαν. Υπέθεσε ότι τα ασθενή βακτήρια προστάτευαν ενάντια σε επικείμενη μόλυνση και χρησιμοποίησε τον όρο εμβολιασμός, vaccination, από τη λατινική ρίζα vacca που σημαίνει αγελάδα, προς τιμή του Jenner. Στη συνέχεια, ο Pasteur, εφάρμοσε την τεχνική αυτή σε βακτήρια του άνθρακα, εμβολιάζοντας ένα κοπάδι προβάτων με μια εξασθενημένη μορφή του βακτηρίου. Η πιο θεαματική του όμως ανακάλυψη αποδείχθηκε το εμβόλιο εναντίον της λύσσας. Κατάφερε να απομονώσει τον ιό της λύσσας από αποξηραμένο νευρικό ιστό λυσσασμένων ζώων, και με την επίδραση παραγόντων, όπως ο χρόνος και η θερμοκρασία, κατόρθωσε να λάβει μια εξασθενημένη μορφή του. Το 1885, έσωσε τη ζωή ενός εννιάχρονου παιδιού χρησιμοποιώντας το εμβόλιο για πρώτη φορά. Αν και δεν γνώριζε το ανοσοποιητικό σύστημα, ο Pasteur με τα πειράματά του έθεσε τις βάσεις για την επιστήμη της ανοσολογίας. Laurent-Gsell La vaccine de la rage vers 1887 Huile sur toile 250 x 290 cm

100 Δύο τύποι ανοσίας ενάντια σε βακτήρια, ιούς και άλλα παθογόνα βακτήρια Μη ειδική απάντηση Ειδική απάντηση Κυτταρική απάντηση Πυρετός Τα μακροφάγα παρουσιάζουν τα αντιγόνα ιοί Φαγοκυττάρωση Αντιμικροβιακές πρωτεΐνες Φλεγμονώδης αντίδραση Χυμική απάντηση Τ-κύτταρα Β-κύτταρα κύτταρα Κυτοκίνες μνήμης μήμης κυτταροτοξικά Τ-κύτταρα πλασματοκύτταρα δική ανοσία α Μη ει νοσία ή έμφυτη αν Ειδική ή Εξωτερική άμυνα Δέρμα Βλεννώδεις μεμβράνες Εκκρίσεις Εσωτερική άμυνα Αντιμικροβιακές πρωτεΐνες Φαγοκύτταρα Φυσικά φονικά κύτταρα Φλεγμονώδης αντίδραση Χυμική ανοσολογική απάντηση Β λεμφοκύτταρα και παραγωγή αντισωμάτων Κυτταρική ανοσολογική απάντηση Τ - λεμφοκύτταρα αντισώματα

101 Τα λευκά αιμοσφαίρια προέρχονται από κύτταρα του νωτιαίου μυελού που χωρίζονται σε δυο μεγάλες κατηγορίες: φαγοκύτταρα και λεμφοκύτταρα προγονικό κύτταρο μυελοειδούς σειράς πολυδύναμο αιμοποιητικό κύτταρο ΦΑΓΟΚΥΤΤΑΡΑ Βασεόφιλα: Απελευθερώνουν ισταμίνη, προωθούν την ανάπτυξη των Τ-κυττάρων Εωσινόφιλα: Σκοτώνουν τα καλυμμένα με αντισώματα παράσιτα Ουδετερόφιλα: Φαγοκυτταρώνουν τα καλυμμένα με αντισώματα παράσιτα Σιτευτικά κύτταρα: Απελευθερώνουν ισταμίνη όταν καταστρέφονται Μονοκύτταρα: Αναπτύσσονται σε μακροφάγα Μακροφάγα: Καταβροχθίζουν και πέπτουν μικροογρανισμούς. Ενεργοποιούν τα Τ-κύτταρα Δενδριτικά: Παρουσιάζουν αντιγόνα στα Τ-κύτταρα προγονικό κύτταρο λεμφοειδούς σειράς ΦΑΓΟΚΥΤΤΑΡΑ Β-κύτταρα: Διαφοροποιούνται σε πλασματοκύτταρα που εκκρίνουν αντισώματα και κύτταρα μνήμης Πλασματοκύτταρα: Εκκρίνουν αντισώματα Τ-κύτταρα: Σκοτώνουν προσβεβλημένα από ιούς κύτταρα. Ρυθμίζουν δραστηριότητες άλλων λευκοκυττάρων Φυσικά φονικά κύτταρα: Επιτίθενται και λύουν μολυσμένα από ιούς και καρκινικά κύτταρα

102 Η πρωτεΐνη του συμπληρώματος C3b συνδέεται μη ειδικά με τους υδατάνθρακες της επιφάνειας του βακτηρίου και στη συνέχεια αναγνωρίζεται από τον υποδοχέα της που βρίσκεται στη μεμβράνη του φαγοκυττάρου εξωκυττάριο υγρό βακτήριο υποδοχέας C3b C3b πυρήνας Φαγοκύτταρο

103 1. Η πρωτεΐνη του συμπληρώματος συνδέεται στη μεμβράνη των βακτηρίων είτε άμεσα είτε έμμεσα στα συνδεδεμένα με αυτή αντισώματα 2. Η σύνδεσή της διεγείρει έναν καταρράκτη ενεργοποιήσεων, κατά τον οποίο η ενεργός πρωτεΐνη ενεργοποιεί μια δεύτερη, η οποία ενεργοποιεί μια τρίτη και ούτω καθεξής. Κατ αυτόν τον τρόπο παράγονται πολλές πρωτεΐνες συμπληρώματος 3. Οι πρωτεΐνες του συμπληρώματος συνδέονται μεταξύ τους δημιουργώντας πόρους στην επιφάνεια του βακτηρίου 4. Από τους πόρους εισέρχεται νερό ενώ εξέρχονται συστατικά του βακτηριακού κυττάρου οδηγώντας στην καταστροφή του ενεργοποιημένο συμπλήρωμα αντίσωμα κυτταρική μεμβράνη του βακτηρίου

104 Ο ρόλος της ιντερφερόνης στην παρεμπόδιση του πολλαπλασιασμού ενός ιού 1. Οι περισσότεροι τύποι κυττάρων όταν προσβληθούν από έναν ιό εκκρίνουν ιντερφερόνη 2. Η ιντερφερόνη συνδέεται με υποδοχείς ιντερφερόνης στα γειτονικά κύτταρα 3. Η σύνδεση ιντερφερόνης στους υποδοχείς της επάγει την παραγωγή αντιϊκών πρωτεϊνών 4. Οι αντιϊκές πρωτεΐνες αναστέλλουν τον πολλαπλασιασμό του ιού, όταν αυτός εισέλθει στο κύτταρο ιός Δεν γίνεται πολλαπλασιασμός ιντερφερόνη αντιϊκή πρωτεΐνη υποδοχέας ιντερφερόνης

105 Φαγοκυττάρωση μικρόβια 1. Ψευδοπόδια περιβάλλουν τα μικρόβια 2. Τα μικρόβια εισέρχονται στο κύτταρο 3. Δημιουργούνται κυστίδια που περιέχουν τα μικρόβια κυστίδιο λυσόσωμα με λυτικά ένζυμα 4. Σύντηξη του κυστιδίου και του λυσοσώματος 5. Τοξικά μόρια και λυσοσωμικά ένζυμα καταστρέφουν τα μικρόβια 6. Τα προϊόντα της πέψης του μικροβίου απελευθερώνονται με εξωκυττάρωση

106 Τρόπος δράσης των φυσικών φονικών κυττάρων Οι φυσικοί φονιάδες συνδέονται στο μολυσμένο με ιό ή καρκινικό κύτταρο. Η σύνδεση αυτή ενεργοποιεί τη σύντηξη με τη μεμβράνη κυστιδίων που περιέχουν περφορίνη. Τα μόρια περφορίνης απελευθερώνονται, συνδέονται στη μεμβράνη του κυττάρου-στόχου δημιουργώντας πόρους. Από τους πόρους εισέρχονται νερό και ηλεκτρολύτες που λύουν το κύτταρο. Φονικό κύτταρο Κύτταροστόχος περφορίνη κυστίδιο πλασματική μεμβράνη

107 Αλληλεπίδραση κυττάρων και χημικών παραγόντων κατά τη φλεγμονή αγκίδα δέρμα βακτήρια βακτήρια σιτευτικό κύτταρο φαγοκύτταρο συμπλήρωμα νεκρά φαγοκύτταρα τριχοειδές 1. Τα 2. Η 3. Η ισταμίνη 4. Πλάσμα και 5. Τα 6. Η σηματοδότηση η η κατεστραμμένα ισταμίνη προκαλεί τη διαστολή φαγοκύτταρα φαγοκύτταρα ισταμίνης και σιτευτικά διαχέεται των τριχοειδών. Οι μετακινούνται καταβροχθίζουν τα σταματά. Τα συμπληρώματος απελευθερώνουν μέσα στα πρωτεΐνες του από τα τριχοειδή ισταμίνη τριχοειδή συμπληρώματος προς τον βακτήρια και φαγοκύτταρα δεν προσελκύουν τα φαγοκύτταρα. μολυσμένο ιστό. τα νεκρά κύτταρα. προσελκύονται πλέον. Ο ιστός ξαναγίνεται φυσιολογικός.

108 Η ανακάλυψη της κυτταρικής ανοσολογικής απάντησης στα ασπόνδυλα Σ ένα πείραμα που του χάρισε το Nobel, ο Elie Metchnikoff τρύπησε μια προνύμφη αστερία με ένα αγκάθι και την επόμενη ημέρα παρατήρησε φαγοκύτταρα να περιβάλλουν το αγκάθι.

109 Η έμφυτη ανοσία μελετήθηκε και στα αρθρόποδα. Πχ. στα έντομα, τα αμοιβαδοκύτταρα κυκλοφορούν στην αιμόλεμφο, όπου αναγνωρίζουν παθογόνους μικροοργανισμούς και ενεργοποιούν αντιδράσεις θρόμβωσης, οι οποίες ακινητοποιούν τους μολυσματικούς μ παράγοντες, όπως και στο καβούρι Limulus. Τα έντομα περιέχουν επίσης πολλά είδη αντιμικροβιακών πεπτιδίων, τα οποία συλλογικά ονομάζονται ντεφανσίνες (defensins, υπερασπιστές). Μια ομάδα ντεφανσινών, οι κεκροπίνες (cecropins) ανακαλύφθηκαν το 1979 στην πεταλούδα Hyalophora cecropia. Οι κεκροπίνες τρυπούν το κυτταρικό τοίχωμα και τη μεμβράνη του βακτηρίου σκοτώνοντας το μικρόβιο. Αυτά τα πεπτίδια είναι εξαιρετικά ευαίσθητα, και ενεργοποιούνται ακόμα και από έναν πολύ μικρό αριθμό βακτηρίων. Η ανακάλυψη κεκροπινών στο γαστρεντερικό σωλήνα γουρουνιών είναι ένας ακόμη σύνδεσμος ανάμεσα στα ανοσοποιητικά συστήματα ασπονδύλων και σπονδυλωτών. Τα αμφίβια παράγουν όμοιες πρωτεΐνες που ονομάζονται μαγκαινίνες (magainins, στα εβραϊκά σημαίνει άμυνα). Ανακαλύφθηκαν το 1987 σε βατράχους, οι οποίοι μετά από χειρουργική επέμβαση κάτω από μη αποστειρωμένες συνθήκες, και διαβίωση σε μολυσμένο με βακτήρια νερό, κατάφερναν να αναρρώσουν. Οι μαγκαινίνες μπορεί να αποτελέσουν ένα νέο τύπο αντιβιοτικού, καθώς προστατεύουν από βακτήρια, μύκητες και πρώτιστα. Τα εχινόδερμα είναι οργανισμοί-κλειδιά στην εξέλιξη της ανοσίας καθώς είναι οι πρώτοι οργανισμοί που εμφανίζουν μόρια, όμοια με τις κυτοκίνες που παράγουν τα σπονδυλωτά. Οι κυτοκίνες είναι πρωτεΐνες που παράγονται σε ενεργοποιημένα κύτταρα, τα οποία μεταναστεύουν και στη συνέχεια προσκολλώνται σε ορισμένους τύπους κυττάρων αυξάνοντας ή ελαττώνοντας τη δραστηριότητά τους. Τα σπονδυλωτά έχουν τρεις κύριους τύπους κυτοκινών, τις ιντερλευκίνες, τις ιντερφερόνες και τον παράγοντα νέκρωσης όγκων. Τα αμοιβαδοκύτταρα του Asteria forbesi παράγουν μια ιντερλευκίνη, ενώ τα ουροχορδωτά παράγουν μια ιντερλευκίνη και τον παράγοντα νέκρωσης όγκων.

110 Η εξέλιξη των μηχανισμών άμυνας Σπόγγος Αστερίας Ασκίδιο Πετρόμυζον Καρχαρίας Ψάρι Βάτραχος Φίδι Πάπια Άνθρωπος Πλακόδε ερμα ρόνια πριν) τομμύρια χρ Χρ ρόνος (εκατ Po orifera Εχιν νόδερμα Χο ορδωτά Άγναθα Χονδρ ριχθύες Οστε εϊχθύες Αμφίβια Ερπετά Πτηνά Θη λαστικά Λεμφοκύτταρα διαφοροποιημένα σε Τ- και Β-. Εμφάνιση των πρώτων λεμφοκυττάρων Το ανοσοποιητικό σύστημα βασίζεται μόνο στα φαγοκύτταρα

111 Κάθε αντιγόνο έχει πολλούς διαφορετικούς αντιγονικούς καθοριστές που αναγνωρίζονται από εξειδικευμένα αντισώματα Αντιγονικός καθοριστής είναι ένα μικρό τμήμα του αντιγόνου (πχ ένα τμήμα μιας πρωτεΐνης ή ενός ιϊκού καλύμματος) Αντισώματα αντιδρούν με αντιγονικούς καθοριστές Ιός Σφαιρικές πρωτεΐνες Το σύμβολο του αντισώματος ως Υ βασίζεται στη δομή του

112 Δημιουργία κλώνου από ένα ενεργοποιημένο Β-κύτταρο 1 η μέρα ανενεργό Β- λεμφοκύτταρο 2 η μέρα ριβοσώματα Ανενεργό Β-Λεμφοκύτταρο 3 η μέρα ενδοπλασματικό δίκτυο 4 η μέρα Ενεργό Πλασματοκύτταρο 5 η μέρα πλασματοκύτταρα κύτταρα μνήμης Ανάπτυξη κλώνου Πλασματοκύτταρα Κύτταρα μνήμης

113 Η δομή της αιμοσφαιρίνης D (IgD) η οποία παίζει ρόλο υποδοχέα στη μεμβράνη του Β- κυττάρου ελαφριά αλυσίδα ελαφριά αλυσίδα βαριά αλυσίδα μόριο αντισώματος υποδοχέας Β- κυττάρου Αντιγόνο Σταθερή περιοχή Μεταβλητή περιοχή κυτταρική μεμβράνη υπερμεταβλητές περιοχές ελαφριές αλυσίδες βαρ ριά ελα αφριά θέση σύνδεσης αντιγόνου βαριές αλυσίδες αλυσίδα υδρογονάνθρακα θέση σύνδεσης αντιγόνου

114 Τα πρώτα αντισώματα που παράγονται κατά τη χυμική ανοσολογική απάντηση είναι τα IgM, τα οποία ενεργοποιούν τις πρωτεΐνες του συμπληρώματος. Στη συνέχεια εάν η μόλυνση παρατείνεται ενεργοποιούνται τα IgG αντισώματα (την 3 η εβδομάδα) προσελκύοντας τα μακροφάγα, τα οποία φαγοκυτταρώνουν τον εισβολέα Έκθεση στο αντιγόνο Επ πίπεδα αν ντισώματ τος τάξη Μ τάξη G Εβδομάδες

115 Τα συνδεδεμένα με τους αντιγονικούς καθοριστές του βακτηρίου αντισώματα IgG προσελκύουν και συνδέονται στα μακροφάγα ενεργοποιώντας τη φαγοκυττάρωση Μακροφάγο αντίσωμα αντιγονικός καθοριστής βακτήριο καλυμμένο με IgG Το μακροφάγο έχει υποδοχείς για την σταθερή περιοχή του αντισώματος πλασματική μεμβράνη Μακροφάγο Η σύνδεση του αντισώματος στον υποδοχέα ενεργοποιεί τη φαγοκυττάρωση

116 Τα αντισώματα IgE συνδέονται στα σιτευτικά κύτταρα και όταν αναγνωρίζουν αντιγόνα επάγουν την απελευθέρωση ισταμίνης. Η ισταμίνη ξεκινά τη φλεγμονώδη απάντηση. υποδοχέας για IgE κοκκίο που περιέχει ισταμίνη αντιγόνο σιτευτικό κύτταρο Οι IgE συνδέονται στους υποδοχείς Το αντιγόνο συνδέεται στο IgE Η ισταμίνη απελευθερώνεται με εξωκυττάρωση

117 Τάξη Γενική Δομή Χρόνος ημιζωής Θέση Δράση IgG IgM Ελεύθερες στο πλάσμα. Όταν συνδέονται στο 23 ημέρες Αποτελούν περίπου το 80% αντιγόνο προσελκύουν τα των διαλυτών αντισωμάτων. μακροφάγα επάγοντας τη φαγοκυττάρωση. Στην επιφάνεια των Β-κυττά- Υποδοχέας αντιγόνων στη ρων. Διαλυτές στο πλάσμα. μεμβράνη των Β-κυττάρων. 5 ημέρες Απελευθερώνονται από τα Β-κύτταρα κατά την 1 η φά- ση της ανοσολογικής απάντησης. IgD Στην επιφάνεια των Β-κυττά- Υποδοχείς αντιγόνων στη 3 ημέρες ρων.. μεμβράνη των Β-κυττάρων παίζουν σημαντικό ρόλο στην ενεργοποίησή τους. IgA Ως μονομερή, διαλυτές στο Προστατεύουν βλεννώδεις 6 ημέρες πλάσμα. Ως πολυμερή, στο επιφάνειες. Εμποδίζουν την σάλιο, στο δάκρυ, στο γάλα προσκόλληση παθογόνων και σε άλλες εκκρίσεις. στα επιθηλιακά κύτταρα. IgE Εκκρίνονται από πλασματο- Βρίσκονται στην επιφάνεια κύτταρα στο δέρμα και τους των σιτευτικών και των 2 ημέρες ιστούς που καλύπτουν τον βασεόφιλων. Όταν συνδέογαστρεντερικό και αναπνευ- νται στα αντιγόνα επάγουν στικό σωλήνα. την απελευθέρωση ισταμίνης.

118 Υποδοχείς των Β- και Τ-κυττάρων Μεταβλητή περιοχή Σταθερή περιοχή βαριές αλυσίδες ελαφριά αλυσίδα ελαφριά αλυσίδα α- αλυσίδα β- αλυσίδα ΥΠΟΔΟΧΕΑΣ Β-ΚΥΤΤΑΡΟΥ ΥΠΟΔΟΧΕΑΣ Τ-ΚΥΤΤΑΡΟΥ

119 Τα μακροφάγα και τα Β-κύτταρα είναι αντιγονοπαρουσιαστικά Το μακροφάγο φαγοκυτταρώνει το αντιγόνο ενώ το Β-κύτταρο ενδοκυτταρώνει το σύμπλοκο αντιγόνου/υποδοχέα Β-κυττάρου. Στη συνέχεια, το αντιγόνο κόβεται σε μικρά τμήματα τα οποία μεταφέρονται με τις πρωτεΐνες MHC II στη μεμβράνη, όπου και παρουσιάζονται σε ένα Τ Η κύτταρο πρωτεΐνη MHC II θραύσμα αντιγόνου αντιγόνο ανοσοσφαιρίνη (υποδοχέας Β-κυττάρου) αντιγόνο Β-κύτταρο πρωτεΐνη MHC II πρωτεΐνη MHC II Μακροφάγο πρωτεΐνη MHC II υποδοχέας Τ- βοηθητικού κυττάρου Τ-βοηθητικό κύτταρο Τ-βοηθητικό κύτταρο πυρήνας πυρήνας

120 Οι πρωτεΐνες ΜΗC II βρίσκονται στην επιφάνεια των μακροφάγων παρουσιάζοντας θραύσματα αντιγόνων στα βοηθητικά Τ- κύτταρα τα οποία περιέχουν έναν συνυποδοχέα, τον CD4, ο οποίος αναγνωρίζει εξειδικευμένα τις MHC IΙ. Οι πρωτεΐνες ΜΗC I βρίσκονται στην επιφάνεια κάθε εμπύρηνου κυττάρου παρουσιάζοντας θραύσματα αντιγόνων στα κυτταροτοξικά Τ-κύτταρα τα οποία περιέχουν έναν συνυποδοχέα, τον CD8, ο οποίος αναγνωρίζει εξειδικευμένα τις MHC I. ΜΑΚΡΟΦΑΓΟ ΚΥΤΤΑΡΟ-ΣΤΟΧΟΣ συνυποδοχέας CD4 Βοηθητικό Τ-κύτταρο πρωτεΐνη MHC II πρωτεΐνη MHC Ι αντιγόνο υποδοχέας Τ-κυττάρου συνυποδοχέας CD8 Κυτταροτοξικό Τ-κύτταρο

121 Θάνατος ενός καρκινικού κυττάρου μετά τη σύνδεσή του σ ένα Τ-κυτταροτοξικό κύτταρο [1] Ένα κυτταροτοξικό Τ-κύτταρο συνδέεται στο σύμπλοκο αντιγόνο/μηc I ενός κυττάρου-στόχου μέσω του υποδοχέα TCR και με τη βοήθεια του CD8. [2] Το Τ-κύτταρο απελευθερώνει μόρια περφορίνης, ρ τα οποία δημιουργούν πόρους στη μεμβράνη του κυττάρου-στόχου και πρωτεολυτικά ένζυμα που εισέρχονται στο κύτταρο-στόχο με ενδοκυττάρωση. [3] Ενεργοποιείται η λύση του κυττάρου-στόχου. καρκινικό κύτταρο Τ-κύτταρο κυτταροτοξικό Τ-κύτταρο περφορίνη ένζυμα Απομάκρυνση του κυτταρο- τοξικού Τ- κυττάρου υποδοχέας Τ-κυττάρου κύτταρο-στόχος CD8 σε απόπτωση MHC I πόρος κύτταροστόχος αντιγονικό πεπτίδιο

122 ΧΥΜΙΚΗ ΑΠΑΝΤΗΣΗ ΚΥΤΤΑΡΙΚΗ ΑΠΑΝΤΗΣΗ ΦΑΣΗ ΕΝΕΡΓΟΠΟΙΗΣΗΣ αντιγόνο ΜΗC II Τ Η κύτταρο υποδοχέας Τ Η κυττάρου αντιγόνο ΜΗC I ΦΑΣΗ ΕΝΕΡΓΟΠΟΙΗΣΗΣ υποδοχέας Τ κυττάρου κυτταροτοξικό Τ κύτταρο ΦΑΣΗ ΔΡΑΣΗΣ ΦΑΣΗ ΔΡΑΣΗΣ Β κύτταρο προσβεβλημένο κύτταρο (ένα από τα πολλά) πλασματοκύτταρο ενδοπλασματικό δίκτυο