31. Fysiologická biochemie

Tato kapitola se věnuje stručnému popisu některých fysiologických pochodů v jejich biochemickém základu. Není zde možno suplovat samotnou fysiologii, výklad se omezí na typické zástupce fysiologických dějů založených na dříve popsaných biochemických pochodech a metabolických drahách.

1. Nejdůležitější orgány a jejich funkce

Složitější a výše vyvinuté mnohobuněčné organismy dospěly do stadia specialisace jednotlivých typů buněk a na nich založených struktur – tkání tvořících příslušné orgány. Ty pak zastávají speciální funkce v celém organismu a jejich vzájemná kooperace zaručuje celému organismu efektivní využití podmínek v nichž se nachází a je nástrojem v konkurenčním prostředí přirozeného vývoje.

Přehled nejdůležitějších orgánů člověka s jejich charakteristikou je popsán dále a dokumentován na následující ANIMACI.

Játra

Jsou metabolicky nejaktivnějším orgánem v těle. Vynikají jak katabolickými (glykolýza, degradace aminokyselin, fosfoglukonátová cesta, β-oxidace mastných kyselin aj.), tak anabolickými (resyntéza glukozy a glukoneogenesa, syntéza lipoproteinů). Mají významnou úlohu při detoxikačních pochodech i speciálních syntézách.

Ledviny

Jejich metabolická aktivita je zaměřena na detoxikační procesy. Transport látek přes membrány při tvorbě moči je enrgetický náročný proces, ledviny jsou dobře zásobeny kyslíkem a získávají energii intensivní respirací.

Pankreas

Tento orgán je nejvýznamnějším producentem fysiologicky aktivních peptidů a bílkovin vylučovaných vně buněk. Jsou to jednak enzymy uvolňované vnější sekrecí (peptidázy, nukleázy, lipázy aj.), jednak hormony uvolňované do krve (vnitřní sekrece). Mají regulační funkci, podle stavu organismu uvolňují buď insulin (po nasycení) nebo glukagon (hladovění).

Nervová tkáň

Sestává z různých typů buněk, nejvýznamnější neurony fungují jako přenašeče signálů (nervový vzruch – viz výše) a sensory vjemů. Vyžadují velké množství energie potřebné k zajištění membránových potenciálů, proto jsou zvlášť závislé na přísunu kyslíku a tedy dobře prokrvovány (zvl. mozek). Princip činnosti lze zobecnit jak bylo ukázáno v předchozích kapitolách, jednotlivé typy se však liší ve vlastnostech přenašečů signálu (ANIMACE). Počátek nervového impulsu spočívá ve specifických reakcích sensorových buněk (jejich membrán), které poměrně obecně odpovídají na speciální impulsy přicházející z okolí. Příkladem takové odpovědi je konverse signálu přicházejícícho jako světlo (svazek fotonů) a předávaného dále jako elektrický impuls – viz ANIMACE. Základem této transformace je změna konformace membránově vázané bílkoviny rhodopsinu díky navázané prostetické skupině retinalu.

Svaly

Tyto orgány jsou zastoupeny několika typy tvořenými jinak specialisovanými buňkami s odlišným metabolismem. Pro svoji činnost vyžadují energii, jejíž množství kolísá s jejich zatížením. Tomuto požadavku dobře odpovídá glykolýza jako producent metabolické energie - ATP díky vysoké variabilitě v rychlosti katalysovaných reakcí. Bílá svalová tkáň ji výrazně preferuje, příčně pruhované svalstvo využívá podstatně více respirační pochody. Podstatou svalové činnosti obecně je ovšem kontrakce svalových vláken – viz ANIMACE.