Rozdział pt. „Podstawy fizjologii. Życie, umieranie i śmierć komórki” autorstwa dr hab. n. med. Bogumiły Wołoszczuk-Gębickiej z książki „Fizjologia dla ratowników medycznych”, wyd. PZWL Wydawnictwo Lekarskie, stanowi kompleksowe omówienie podstawowych procesów biochemicznych zachodzących w komórce. Publikacja przedstawia kluczowe mechanizmy funkcjonowania komórki od poziomu molekularnego po procesy śmierci komórkowej. Autorka przybliża świat komórkowy, pokazując jak skomplikowane zjawiska zachodzące w mikroskopijnych strukturach decydują o życiu i śmierci całego organizmu.
Komórka – fabryka życia w miniaturze
Komórka jest najdrobniejszą żywą jednostką organizmu, prawdziwą fabryką życia działającą w mikroskali. Każda żywa komórka oddycha, odżywia się, umiera, rozmnaża się i produkuje białka, tłuszcze i węglowodany na potrzeby innych komórek i organów. Największą komórką ludzkiego organizmu jest komórka jajowa, najmniejszą – plemnik. Każda komórka otoczona jest błoną komórkową – dwuwarstwową błoną złożoną z tłuszczów i zatopionymi w niej białkami, które pełnią funkcje kanałów i receptorów. Cytoplazma jest jak gęsta substancja wypełniająca wnętrze komórki, w której znajdują się organelle komórkowe: jądro komórkowe, mitochondria zawierające również DNA, które dziedziczone jest tylko od matki, oraz aparaty Golgiego i siateczka endoplazmatyczna, a bakterie ulegają ostatecznie zniszczeniu w lizosomach.
Energetyczne potrzeby mikroskopijnego świata
Komórka wykorzystuje wytworzoną energię do utrzymania potencjału spoczynkowego, co zapewnia jej pobudliwość, oraz do syntezy własnych białek oraz substancji wydzielanych, takich jak śluz, soki trawienne czy hormony. Energii wymagają także niektóre komórki, takie jak mięśnie, krwinki białe czy nabłonek urzęsiony. Oddychanie komórkowe zachodzi w mitochondriach. Jest to wielostopniowy proces utleniania związków organicznych w cyklu Krebsa, podczas którego wytwarzana jest energia metaboliczna w postaci adenozyntrifosforanu (ATP). Końcowymi produktami utleniania substancji pokarmowych są glukoza, białka po dezaminacji, czyli powstaje także woda, ciepło oraz wolne rodniki tlenowe.
Błona komórkowa – inteligentna bariera życia
Błona komórkowa została szczegółowo opisana w mozaikowym modelu Singera i Nicholsona. Składa się z podwójnej warstwy fosfolipidów, zwróconych hydrofilową częścią fosforanu do środowiska wodnego, hydrofobowy „ogon” z kwasów tłuszczowych – do wnętrza błony. Błona komórkowa pełni funkcję selektywnej bariery, kontrolującej transport substancji między wnętrzem komórki a płynem pozakomórkowym. Przepuszczalność błony zależy od właściwości fizycznych i chemicznych transportowanych cząsteczek. Swobodnie przez błonę dyfundują gazy (tlen, dwutlenek węgla) oraz małe cząsteczki polarne, takie jak woda i etanol. Większe molekuły mogą przenikać przez błonę wyłącznie wtedy, gdy są rozpuszczalne w lipidach i nie posiadają ładunku elektrycznego. Transport innych substancji wymaga specjalistycznych mechanizmów transportowych wbudowanych w strukturę błony.
Białka wbudowane w błonę komórkową tworzą m.in. kanały, które umożliwiają transport jonów, i receptory, które umożliwiają komunikację międzykomórkową.
Komunikacja w świecie komórek
Przewodnictwo nerwowo-mięśniowe polega na przekazywaniu sygnałów elektrycznych przez komórki nerwowe do komórek mięśniowych. Pobudzenie sterujące ruchami dowolnymi powstaje w mózgu, skąd dociera do rdzenia kręgowego, a stamtąd przenosi się do mięśni, które uczestniczą w danym ruchu. Zakończenie nerwu ruchowego tworzy synapsę na powierzchni mięśnia. Z zakończenia nerwowego uwalnia się acetylocholina, która dyfunduje przez szczelinę synaptyczną i łączy się z receptorem, co powoduje depolaryzację komórki i skurcz mięśnia.
Gdy komórka umiera
Śmierć z niedotlenienia następuje, gdy życie komórki związane jest z pobudliwością komórek (zdolnością do odpowiadania na pobudzenia chemiczne i elektryczne), to o ATP można myśleć jak o power banku w komórkach. Potencjał spoczynkowy komórki (potencjał błonowy) znika, a wraz z nim znika pobudliwość komórki. Następuje napływ jonów sodu do wnętrza komórki, któremu towarzyszy wnikanie wody. Komórka ulega stopniowemu pęcznieniu, co kończy się jej obumarciem i dezintegracją.
Zaprogramowana śmierć komórkowa, zwana apoptozą, to kontrolowany mechanizm. Czas życia komórek jest zróżnicowany – od kilku dni (nabłonek jelit) do kilku tygodni (krwinki czerwone). Apoptoza stanowi genetycznie zaprogramowany mechanizm śmierci komórkowej, odmiennie od nekrozy spowodowanej niedotlenieniem. Proces ten jest niezbędny dla prawidłowego rozwoju organizmu oraz eliminacji komórek uszkodzonych, choć w przypadku nowotworów może być zaburzony. Apoptoza przebiega w sposób kontrolowany – od fragmentacji jądra po fagocytozę powstałych fragmentów komórkowych.
Podsumowanie
Rozdział dostarcza fundamentalnych podstaw teoretycznych niezbędnych w praktyce, ilustrując wpływ procesów molekularnych na fizjologię całego organizmu. Głęboka znajomość mechanizmów bioenergetycznych, transportu błonowego oraz patomechanizmów śmierci komórkowej stanowi kluczowy element kompetencji medycznych, szczególnie istotny w intensywnej terapii czy leczeniu pacjentów w stanach krytycznych.
Możesz zrezygnować w każdej chwili! Nie musisz dodawać karty płatniczej.
*tylko 79 zł miesięcznie po darmowym okresie próbnym
