‫‪Physiology

1.

‫‪Physiology‬‬
‫• פיזיולוגיה‪ :‬המדע שעוסק בתפקוד האורגניזם‪ ,‬והחלקים שלו‪ .‬חקר‬
‫תפקוד הגוף החי‪.‬‬
‫• ‪.Study of = Logy ,Nature = Physio‬‬
‫• זה המדע שעוזר לנו להבין איך הגוף מתפקד‪ ,‬מתא לרקמה‪ ,‬מרקמה‬
‫לאיבר‪ ,‬ומאיבר למערכת‪.‬‬
‫• זה המדע שעוזר לנו להבין איך האורגניזם מבצע משימה ספציפית‬
‫החיונית לחיים‪.‬‬
‫• הדגש במקצוע הזה הוא על המנגנון‪.‬‬
‫• הדגש על שאלות שמתחילות במילה‪ :‬איך?‬

2.

‫נושאי הקורס (חלק א)‬
‫• התא‪ :‬מבנה ותפקוד‬
‫• טרנספורט דרך ממברנת התא‪.‬‬
‫• הקדמה למערכת העצבים‪ :‬חלוקה וארגון‪.‬‬
‫• פוטנציאל הפעולה‬
‫•‬
‫סינפסה והעברה סינפטית‬
‫• מערכת העצבים המרכזית‪.‬‬
‫• מערכת העצבים הפריפרית‪.‬‬

3.

‫נושאי הקורס (חלק ב)‬
‫• הקדמה למערכת האנדוקרינית‬
‫• היפותלמוס‪-‬היפופיזה‬
‫• בלוטת התריס‬
‫• קורטקס האדרנל‬
‫• מערכת מין זכרית‪ -‬הורמונלית‬
‫• מערכת מין נקבית‪ -‬הורמונלית‬
‫• פיזיולוגיה של הכליה‬

4.

‫התא‬
‫• בתוך הגוף שלנו ישנם כמאה טריליון (‪ )1014‬של תאים‪.‬‬
‫• כל הפעילויות שלנו‪ ,‬מריצה ועד לחשיבה‪ ,‬הן תוצאה של פעילות‬
‫משולבת ומתואמת של מיליונים‪ ,‬ואפילו מיליארדים של תאים‪.‬‬
‫• בכל היצורים החיים התא היא היחידה הביולוגית הקטנה ביותר‬
‫שיש לה מאפייני חיים‪.‬‬
‫• כמו שאטומים הם אבני הבניין של מולקולות‪ ,‬התאים הם אבני‬
‫הבניין של הגוף‪.‬‬

5.

‫התא‬
‫• תכונות התא‪:‬‬
‫• התא מסוגל להתקיים בעצמו או שיש לו את הפוטנציאל לכך‪.‬‬
‫• לתא יש מבנה מאורגן‪ ,‬והוא מקיים פעילות מטבולית‪.‬‬
‫• התא חש שינויים בסביבה‪ ,‬ומגיב עליהם‪.‬‬
‫• מולקולות ה ‪ DNA‬בגרעין של התא מקנות לו את היכולת‬
‫להתרבות‪.‬‬

6.

‫תיאורית התא‬
‫• בשנת ‪ 1830‬שני מדענים גרמניים (‪Matthias Schleiden‬‬
‫ו ‪ )Theodor Schwann‬הכניסו את אחת התיאוריות החשובות‬
‫בביולוגיה‪ :‬תיאורית התא‪.‬‬
‫תיאורית התא (‪:)The cell theory‬‬
‫• כל היצורים החיים בנויים מתא אחד או יותר‪.‬‬
‫• התא היא היחידה הבסיסית של החיים‪.‬‬
‫• תאים חדשים נוצרים רק מתאים קיימים‪.‬‬
‫• תאים מכילים חומר תורשתי שהם מעבירים לצאצאים כשהם‬
‫מתחלקים‪.‬‬

7.

‫‪Typical cell‬‬
‫• האם ישנו בגוף שלנו תא טיפוסי?‬
‫• אין תא שמכיל את כל המרכיבים שנמצאים בסוגים שונים של‬
‫תאים‪.‬‬
‫• אין תא מייצג לכל התאים בגוף‪.‬‬
‫• לכן נדבר על תא טיפוסי (‪ )typical cell‬שמיוצר לצורכי לימוד‪.‬‬
‫• תא זה מכיל את רוב התכונות האופייניות של הרבה תאים שונים‪.‬‬
‫• מבחינה מעשית אין ‪ typical cell‬בתוך הגוף‪.‬‬

8.

Typical cell

9.

Typical cell

10.

‫הקשר בין המבנה לתפקוד‬
‫• התאים שונים מאוד בגודלם‪ ,‬בצורתם‪ ,‬ובפעילות שלהם‪.‬‬
‫• קוטר התא נע בין ‪( 7.5 m‬כדוריות דם אדומות)‪ ,‬עד ‪150 m‬‬
‫(תא המין הנקבי‪ ,‬הביצית)‪.‬‬
‫• ישנה התאמה בין הגודל‪ ,‬הצורה‪ ,‬לבין התפקיד של סוגי התאים‬
‫השונים‪.‬‬
‫• למה הכוונה?‬
‫• לתא יש גודל או צורה ספציפית על מנת שיבצע פעילות ספציפית‪.‬‬

11.

‫הקשר בין המבנה לתפקוד‬
‫• לתא עצב למשל‪ ,‬יש שלוחה דמוית חוט‪ ,‬שנקראת אקסון‪.‬‬
‫• שלוחה זו יכולה להגיע לאורך של מעל למטר‪.‬‬
‫• תא זה הוא אידיאלי להעברת גירוי או דחף (‪ )impulse‬עצבי‪.‬‬
‫• לשרירים מבנה שמאפשר להם להתכווץ‪.‬‬
‫• תאי דם אדומים מכילים המוגלובין‪ ,‬שקושר חמצן ומשחרר אותו‬
‫לרקמות‪.‬‬
‫• למרות השוני הגדול מבחינת המבנה האנטומי והתפקודי‪ ,‬קיים‬
‫הרבה דמיון בין סוגי התאים השונים‪.‬‬

12.

‫הקשר בין המבנה לתפקוד‬

13.

‫מרכיבי התא‪ :‬מבט כללי‬
‫•‬
‫יש לכל התאים ‪-‬בראשית חייהם‪ -‬את שלושת המרכיבים הבאים‪:‬‬
‫• ‪ )1‬ממברנת התא‪ :‬ממברנה חיצונית ששומרת על התא כיחידה‬
‫נבדלת‪ ,‬המופרדת מהסביבה החוץ תאית‪.‬‬
‫• ממברנה זו מאפשרת לתהליכים מטבוליים להתרחש בתוך התא‬
‫בצורה מאורגנת ומבוקרת‪.‬‬
‫• הממברנה לא מבודדת את התא מהסביבה החוץ תאית‪.‬‬
‫• הרבה חומרים חוצים את הממברנה (לפי התכונות שלהם) בצורה‬
‫מתמדת‪.‬‬

14.

‫מרכיבי התא‪ :‬מבט כללי‬

15.

‫מרכיבי התא ‪ :‬מבט כללי‬
‫• ‪ )2‬ציטופלסמה (‪ :Cytoplasm‬חומר התא)‪ :‬כל מה שנמצא בפנים‬
‫התא (תחום בתוך ממברנת התא)‪ ,‬חוץ מאזור ה ‪.DNA‬‬
‫• זהו חומר נוזלי ‪-‬דמוי ג'ל‪ -‬שבו נמצאים חלקיקים וסיבים‪ ,‬ולעיתים‬
‫שלוחות ממברנליות‪.‬‬
‫• הציטופלסמה מורכבת מהרבה אברונים (‪ )Organelles‬הנמצאים‬
‫בנוזל מימי בתוך התא שנקרא ציטוזול‪ ,‬או הנוזל התוך תאי‪.‬‬
‫• הציטוזול מורכב ממים (‪ ,)75-90%‬בנוסף להרבה חומרים שונים‪,‬‬
‫כגון יונים‪ ,‬גלוקוז‪ ,‬חומצות אמיניות‪ ,‬לפידים‪ ,ATP ,‬ותוצרי פסולת‪.‬‬
‫• ‪ )3‬אזור המכיל ‪ :DNA‬זה הגרעין שאינו חלק מהציטופלסמה‪.‬‬

16.

‫מרכיבי התא ‪ :‬מבט כללי‬

17.

‫תא איקריוטי לעומת תא פרוקריוטי‬
‫• התאים בגוף שלנו הם איקריוטים‪ :‬תא איקריוטי הוא תא בעל גרעין‬
‫אמיתי המכיל ‪ ,DNA‬ואברונים שונים המוקפים בממברנות כגון‬
‫מיטוכונדריה‪ ,‬מערך ע"ש גולג'י‪ ,‬רשת אנדופלסמטית‪ ,‬ליזוזום‪.‬‬
‫• בתא איקריוטי הגרעין מוקף בממברנות‪.‬‬
‫• לכן הגרעין הוא המייחד את התאים האיקריוטים‪.‬‬
‫• לעומת זאת בתאים פרוקריוטים (טרום גרעין) אין גרעין התחום‬
‫בממברנה‪ ,‬ואין אברונים המוקפים בממברנות‪.‬‬
‫• ז"א אין בתאים פרוקריוטים ממברנה המפרידה את ה ‪DNA‬‬
‫מהציטופלסמה המקיפה אותו‪.‬‬

18.

‫תא איקריוטי לעומת תא פרוקריוטי‬

19.

‫תא איקריוטי לעומת תא פרוקריוטי‬
‫• ה ‪ DNA‬בתאים פרוקריוטים לא נמצא בגרעין‪.‬‬
‫• אלא באזור בעל צורה לא מוגדרת בציטופלסמה‪ ,‬שנקרא לפעמים‬
‫‪ :Nucleoid‬דמוי גרעין‪.‬‬
‫• חיידקים הם תאים פרוקריוטים‪.‬‬
‫• שאר התאים ביצורים האחרים מאמבות‪ ,‬אפרסק‪ ,‬פטריות‪ ,‬ופיל‬
‫הם איקריוטים‪.‬‬
‫• מדוע?‬

20.

‫מרכיב התא‬
‫• החלקים השונים בתוך התא‪ ,‬מבנה ותפקיד‪:‬‬
‫• הממברנה‪.‬‬
‫• הציטופלסמה והאורגנלות שלה‪.‬‬
‫• הגרעין‪.‬‬

21.

‫ממברנת התא‬

22.

‫ממברנת התא‬
‫• ממברנת התא‪:‬‬
‫המבנה העיקרי של הממברנה הוא שכבה כפולה ודקה של מולקולות‬
‫שנקראות פוספוליפידים‪ ,‬וחלבונים בתוך הפוספוליפידים‪.‬‬
‫• שכבה כפולה זו היא גבול רצוף המונע מעבר חופשי של חומרים‬
‫המסיסים במים אל תוך התא‪ ,‬ומהתא החוצה‪.‬‬
‫• איך נקרא חומר המתמוסס טוב במים?‬
‫• איך נקרא חומר המתמוסס טוב בשומן?‬

23.

‫ממברנת התא‬
‫• הרכב הפוספוליפידים‪:‬‬
‫ראש הידרופילי (אוהב מים) שהוא הקצה שמכיל פוספט‪ ,‬ושני זנבות‬
‫הידרופוביים (מיוונית‪ :‬הידרו= מים‪ ,‬פובי= מפחד)‪ ,‬שהוא הקצה‬
‫שמכיל שתי חומצות שומן‪.‬‬
‫• למה החלק שמכיל שתי חומצות שומן נחשב להידרופובי?‬
‫• מולקולות הפוספולפידים (‪ ,Phospholipids‬בקיצור ‪)PL‬‬
‫שנמצאות במים מגיבות עם מים‪ ,‬וזו עם זו‪.‬‬
‫• כתוצאה מכך ה ‪ PL‬מתארגנים בשכבות כפולות )‪,)Bilayers‬‬
‫כאשר הם נמצאים בסביבה מימית‪.‬‬

24.

‫ממברנת התא‪ :‬פוספוליפידים‬

25.

‫ממברנת התא‬

26.

‫ממברנת התא‬
‫• זה מאפשר לראשים ההידרופיליים לבוא במגע עם מים בנוזל החוץ‬
‫תאי והנוזל התוך תאי‪ ,‬ולזנבות ההידרופוביים להתרחק ממים‪.‬‬
‫• בגלל שהסביבה הפנימית היא סביבה מימית‪ ,‬ה ‪ Bilayers‬של ה ‪PL‬‬
‫נראות איפה שמולקולות ה ‪ PL‬מפוזרות בין מולקולות המים‪.‬‬
‫• כולסטרול הוא סוג נוסף של לפיד שמתערבב בין מולקולות ה ‪PL‬‬
‫ליצירת תערובת של לפידים‪ ,‬הנשארת מספיק נוזלית על מנת לתפקד‬
‫בטמפרטורת הגוף‪.‬‬
‫• הכולסטרול מחזק את ממברנת התא‪ ,‬מבלי שהממברנה תאבד את‬
‫הגמישות שלה‪.‬‬

27.

‫ממברנת התא‬

28.

‫ממברנת התא‬

29.

‫ממברנת התא‬
‫• בגלל שרוב שכבת ה ‪ PL‬היא הידרופובית‪ ,‬ממברנות התאים אינן‬
‫מאפשרות למולקולות הידרופיליות לעבור דרכן בקלות‪.‬‬
‫• תכונה זו של הממברנה היא אידיאלית‪.‬‬
‫• מדוע?‬
‫• היות ורוב המולקולות בגוף מתמוססות במים‪ ,‬הממברנה מונעת‬
‫מהם להיכנס בחופשיות‪.‬‬
‫•‬
‫מה החשיבות לכך?‬

30.

‫ממברנת התא‬
‫• למה המבנה הזה של הממברנות הוא חשוב?‬
‫• זה מאפשר לממברנה לשמור על תוכן התא (נוזל תוך תאי)‪,‬‬
‫בהרכב שונה מהנוזל החוץ תאי‪.‬‬
‫• התא לא יכול לשרוד אם ההבדל הזה יתבטל‪.‬‬
‫• איזה יון ‪,‬למשל‪ ,‬נמצא בריכוז גבוה מחוץ לתא יחסית לתוך התא?‬
‫• איזה יון ‪,‬למשל‪ ,‬נמצא בריכוז גבוה בתוך התא יחסית לחוץ התא?‬

31.

‫ממברנת התא‬

32.

‫ממברנת התא‬
‫• האם המשמעות היא שחומר הידרופילי לא נכנס לתוך התא?‬
‫• מה לגבי חומרים כגון גלוקוז‪ ,‬ויונים כגון נתרן ואשלגן?‬
‫• גלוקוז הוא חומר הידרופילי החשוב להפקת אנרגיה‪.‬‬
‫• יונים כגון נתרן ואשלגן חשובים ליצירת הגירוי העצבי‪.‬‬
‫• חומרים אלה ‪-‬ורבים אחרים‪ -‬גם כן נכנסים דרך הממברנה‪.‬‬
‫• אבל בשביל זה הם צריכים להשתמש בנשאים ותעלות שנמצאים‬
‫בממברנה‪.‬‬

33.

‫דגם הפסיפס הנוזלי של הממברנה‪:‬‬
‫‪Fluid Mosaic Model‬‬
‫• על פי דגם זה ממברנות בנויות ממגוון של מולקולות‪:‬‬
‫פוספוליפידים (‪ 75%‬מהלפידים בממברנה)‪ ,‬כולסטרול (‪20%‬‬
‫מהלפידים בממברנה)‪ ,‬גליקוליפידים (‪ 5%‬מהלפידים בממברנה)‪,‬‬
‫וחלבונים‪.‬‬
‫• תכונות הנוזל של הממברנה הדו‪-‬שכבתית מקורן בתנועה המתמדת‬
‫של הלפידים‪ ,‬והאינטראקציה ביניהן‪.‬‬
‫• בהיותה עשויה מתערובת של לפידים וחלבונים‪ ,‬דומה הממברנה‬
‫לפסיפס‪.‬‬
‫• החלבונים מבצעים את רוב תפקידי הממברנה‪.‬‬

34.

‫דגם הפסיפס הנוזלי של הממברנה‬

35.

‫דגם הפסיפס הנוזלי‪ :‬סיכום‬
‫• ‪ )1‬ממברנות התאים מורכבות בעיקרן מלפידים (רובם ‪,)PL‬‬
‫ומחלבונים‪.‬‬
‫• ‪ )2‬מולקולות הלפידים מסודרות בשכבה כפולה‪ :‬הראשים‬
‫ההידרופיליים מרכיבים את שני פניה החיצוניים של הממברנה‪ ,‬אלה‬
‫השרויים בנוזל‪.‬‬
‫• ‪ )3‬שכבה כפולה של לפידים מקנה לממברנות התא מבנה מסודר‪,‬‬
‫ומהווה מחסום הידרופובי בין שתי תמיסות‪.‬‬
‫• ‪ )4‬חלבונים המשובצים בשכבה הכפולה‪ ,‬או שנמצאים על פני‬
‫השכבה הכפולה‪ ,‬מבצעים את רוב תפקידי הממברנה‪.‬‬

36.

‫החלבונים הממברנליים‬
‫• בממברנת התא משובצים חלבונים שמבצעים את רוב תפקידיה‪.‬‬
‫• החלבונים מהווים ‪ 55%‬ממשקל הממברנה‪.‬‬
‫• ישנם חלבונים אינטגרלים (‪ )Integral proteins‬שהם חלק מההרכב‬
‫של הממברנה‪.‬‬
‫‪ .‬רוב החלבונים האלה עובר את הממברנה פעם אחת או יותר‪ ,‬לכן הם‬
‫חלבונים טרנסממברנליים (‪.)Transmembrane proteins‬‬
‫‪ .‬וישנם חלבונים היקפיים (‪ )Peripheral proteins‬הקשורים לחלק‬
‫הפנימי או החיצוני של הממברנה‪ ,‬ואפשר להפריד אותם בקלות‬
‫מהממברנה‪.‬‬

37.

‫החלבונים הממברנליים‬

38.

‫תפקיד החלבונים הממברנליים‬
‫‪ )1‬תעלות (‪ :)Channels‬סוג של חלבוני העברה‪,Transport proteins ,‬‬
‫שמאפשרים מעבר של חומרים הידרופיליים‪.‬‬
‫• התעלות יוצרות ‪( pores‬נקבים גליליים) והן עוברות לכל הרוחב של‬
‫שכבת ה ‪ .PL‬לכן‪ ,‬הם חלבונים טרנסממברנליים‪.‬‬
‫• התעלות מאפשרות למומסים קטנים לעבור את הממברנה‪.‬‬
‫• יונים ‪,‬למשל‪ ,‬אינם מתמוססים בלפידים‪ ,‬לכן הם לא יכולים לעבור את‬
‫השכבה הכפולה של הפוספולפידים בחופשיות‪.‬‬
‫• הם יכולים לעבור את הממברנה ע"י תעלות‪.‬‬

39.

‫תעלות יוניות‬

40.

‫תפקיד החלבונים הממברנליים‬
‫• מעבר היונים דרך תעלות מעורב בהרבה מנגנונים פיזיולוגיים‪.‬‬
‫• בממברנה ישנן תעלות נתרן‪ ,‬אשלגן‪ ,‬סידן‪ ,‬כלוריד וכו‪.‬‬
‫• כל תעלה מאפשרת ליון ספציפי לעבור דרכה‪.‬‬
‫• ישנם שני סוגים עיקריים של תעלות יוניות‪:‬‬
‫• מעט מהתעלות תמיד פתוחות‪ ,‬ומאפשרות מעבר יונים כל הזמן‪.‬‬
‫תעלות אלה נקראות ‪.Leak channels‬‬
‫• לאחרות ישנם ‪( Gates‬שערים) שנפתחים ונסגרים באופן מבוקר‬
‫בתגובה לגירויים שונים‪.‬‬

41.

‫תפקיד החלבונים הממברנליים‬

42.

‫תפקיד החלבונים הממברנליים‬
‫• ‪ )2‬נשאים (‪ :)Carriers‬הם סוג נוסף של חלבוני טרנספורט‪.‬‬
‫•‬
‫נשאים קושרים מומסים ומעבירים אותם דרך ממברנת התא‪.‬‬
‫• נשאים מעבירים מומסים בצורה פסיבית או אקטיבית‪.‬‬
‫• למה הכוונה?‬
‫• למשל‪ ,‬כמעט בכל תא ישנם נשאים שמעבירים גלוקוז מהנוזל‬
‫החוץ תאי לתוך התא‪ ,‬מבלי להשקיע אנרגיה‪.‬‬
‫• נשא אחר‪ ,‬שנקרא משאבת הנתרן‪-‬אשלגן‪ ,‬מוציא נתרן מהתא‬
‫ומכניס אשלגן לתוך התא‪ ,‬תוך כדי השקעה של אנרגיה בצורה‬
‫של ‪.ATP‬‬

43.

)Carriers( ‫נשאים‬

44.

‫תפקיד החלבונים הממברנליים‬
‫• ‪ )3‬רצפטורים‪ :‬חלבונים ממברנליים שמגיבים לחומר ספציפי‬
‫שנקרא ליגנד (‪.(ligand‬‬
‫• קישור ליגנד לרצפטור שלו גורם לשינוי בפעילות של התא‪.‬‬
‫• למשל‪ ,‬קישור ההורמון אינסולין לרצפטור הממברנלי שלו גורם‬
‫להגברת הכניסה של גלוקוז לתוך התאים‪.‬‬
‫• מהי ההשלכה למחסור באינסולין?‬
‫• מה יקרה אם ההורמון מופרש בצורה תקינה‪ ,‬אבל הרצפטור לא‬
‫מגיב בצורה תקינה?‬

45.

‫רצפטורים‬

46.

‫תפקיד החלבונים הממברנליים‬
‫‪ )4‬חלבוני היכרות ‪.Recognition proteins‬‬
‫‪.‬‬
‫אלה הם גליקופרוטאינים שמהווים סימני הכרה‪ ,‬או סימני זיהוי‪.‬‬
‫‪.‬‬
‫תאים במערכת האימונית יכולים לזהות תאים אחרים אם הם‬
‫נורמאליים או לא‪ ,‬על בסיס נוכחות ‪.Recognition proteins‬‬
‫‪ .‬דרך חלבונים אלה למשל‪ ,‬לויקוציטים מאבחנים בין תאים נורמאליים‬
‫השייכים לגוף‪ ,‬לבין תאים או מרכיבים זרים כמו תא סרטני או חיידק‪.‬‬
‫• מצד שני סימני הזיהוי האלה מונעים מאיתנו מלקבל דם או רקמה‬
‫מתורם שאין להם אותם ‪.Markers‬‬

47.

‫תפקיד החלבונים הממברנליים‬
‫• ‪ )5‬חלבוני היצמדות ‪.Adhesion proteins‬‬
‫• אלה הם גליקופרוטאינים העוזרים לתאים השייכים לאותה רקמה‬
‫להיות מחוברים וצמודים זה לזה‪.‬‬
‫• בזמן היווצרות הרקמה חלבוני ההיצמדות קושרים תאים שכנים‬
‫זה לזה‪.‬‬
‫• ‪ )6‬אנזימים‪ :‬אנזימים ממברנליים יכולים להיות היקפיים או‬
‫אינטגרליים‪.‬‬
‫• אנזימים אלה אחראים על שפעול ריאקציות בנוזל החוץ תאי או‬
‫בציטוזול‪ .‬זה תלוי במיקום החלבון‪ ,‬והאתר הפעיל שלו‪.‬‬

48.

‫תפקיד החלבונים הממברנליים‪ :‬סיכום‬

49.

‫מרכיב התא‬
‫• החלקים השונים בתוך התא‪ ,‬מבנה ותפקיד‪:‬‬
‫• הממברנה‪.‬‬
‫• הציטופלסמה והאורגנלות שלה‪.‬‬
‫• הגרעין‪.‬‬

50.

‫האברונים בתוך התא‬
‫• הציטופלסמה והאברונים שלה‪:‬‬
‫• אברון או אורגנלה (‪ )organelle‬זהו שקיק או מדור בתוך התא‬
‫שמבצע תפקיד מטבולי מסוים‪.‬‬
‫• הציטופלסמה היא החומר הפנימי דמויי ג'ל‪ ,‬המכיל הרבה אברונים‬
‫זעירים‪.‬‬
‫• הציטופלסמה מורכבת מנוזל מימי (ציטוזול)‪ ,‬בנוסף למאות או‬
‫אפילו אלפי אברונים שהופכים את הציטופלסמה לצורת הג'ל‬
‫שלה‪.‬‬
‫• אברונים כגון‪ :‬ריבוזומים‪ ,‬רשת אנדופלסמית‪ ,‬מערך ע"ש גולג'י‪,‬‬
‫מיטוכונדריה‪ ,‬והגרעין שאינו חלק מהציטופלסמה‪.‬‬

51.

‫האברונים בתוך התא‬

52.

‫האברונים בתוך התא‬
‫• הציטופלסמה של תאים מסוימים‬
‫מכילה חומרים לא מסיסים‬
‫שנקראים ‪( inclusions‬תוספות)‪.‬‬
‫• ה ‪ inclusions‬הנפוצים ביותר‬
‫הם חומרי מזון האגורים בתוך‬
‫התא‪.‬‬
‫• כמו גליקוגן האגור בתוך גרנולות‬
‫בכבד (בתמונה‪ ,‬צבע אדום‬
‫מחוספס) ובשריר שלד‪,‬‬
‫וטריגלצרידים האגורים ברקמת‬
‫שומן‪.‬‬

53.

‫האברונים בתוך התא‬
‫• בשביל מה צריך כל כך הרבה אברונים בתוך התא?‬
‫• הודות למידור‪ ,‬יכולים תהליכים רבים ופעילויות שונות להתרחש‬
‫בנפח כל כך קטן‪.‬‬
‫• מהבחינה הזו התא הוא מכונה מופלאה‪ :‬מתקיימים בו כל כך‬
‫הרבה תהליכים בו‪-‬זמנית‪.‬‬
‫• אברונים מפרידים בין ריאקציות כימיות שונות‪.‬‬
‫• למשל סינתזה של חומצות שומן מתרחש בציטוזול‪ ,‬והפירוק‬
‫שלהן מתרחש במיטוכונדריה‪.‬‬

54.

‫האברונים בתוך התא‬
‫• ניתן למיין את האורגנלות לשני סוגים‪:‬‬
‫• א) ‪ :Membranous organelles‬אברונים המופרדים מהציטוזול ע"י‬
‫ממברנות‪.‬‬
‫• בדיוק כמו שממברנת התא מפרידה בין הציטוזול לבין הנוזל החוץ‬
‫תאי‪.‬‬
‫• ב) ‪ :Non membranous organelles‬אורגנלות שאינן סגורות‬
‫בתוך ממברנות‪.‬‬
‫• כל המרכיבים של אורגנלות אלה נמצאים במגע ישיר עם הציטוזול‪.‬‬
‫• הן מורכבות מ ‪( Filaments‬חוטים דקיקים) או חומרים אחרים‪.‬‬

55.

)Endoplasmic Reticulum ( ‫רשת אנדופלסמית‬

56.

‫‪)ER( Endoplasmic Reticulum‬‬
‫• משמעות השם‪ :‬רשת הנמצאת עמוק בתוך הציטופלסמה‪.‬‬
‫• מערכת של ממברנות שתחילתה במעטפת הגרעין‪ ,‬וההמשך‬
‫המפותל שלה בציטופלסמה‪ .‬הרכב הממברנות כמו ממברנת‬
‫הפלסמה‪.‬‬
‫• ישנם שני סוגים של ‪:ER‬‬
‫• רשת אנדופלסמית מחוספסת‪Rough Endoplasmic Reticulum ,‬‬
‫(‪.)RER‬‬
‫‪.‬‬
‫רשת אנדופלסמית חלקה‪Smooth Endoplasmic Reticulum ,‬‬
‫(‪.)SER‬‬
‫• ה ‪ RER‬היא רשת שהשטח החיצוני שלה מכוסה במספר רב מאוד‬
‫של ריבוזומים קטנים (הריבוזומים עצמם הם אורגנלות)‪.‬‬

57.

Endoplasmic Reticulum

58.

‫‪RER‬‬
‫• ה ‪ RER‬מאורגנים כשקיקים הנמצאים בערימה אחד על השני‪,‬‬
‫וריבוזומים רבים קשורים אליהם‪.‬‬
‫• על גבי הריבוזומים מתרחש תהליך היצירה של החלבונים‪.‬‬
‫• בתוך החללים או התעלות ב ‪ ,ER‬חלק מהחלבונים עוברים שינוי‬
‫כימי כמו למשל הוספת סוכרים‪ ,‬ליצירת גליקופרוטאינים‪.‬‬
‫• החלבונים נעים בתוך התעלות ב ‪ ER‬ולאחר מכן למערך ע"ש גולג'י‪,‬‬
‫ולבסוף הם עוזבים את התא‪.‬‬
‫• בלבלב יש הרבה ‪ RER‬המייצרים ומפרישים אנזימים המגיעים למעי‬
‫הדק‪ ,‬להשתתף בתהליך עיכול המזון‪.‬‬

59.

‫‪)SER( Smooth Endoplasmic Reticulum‬‬
‫• רשת אנדופלסמית חלקה‪ :‬אין ריבוזומים על שטח הממברנה שלה‪.‬‬
‫היא נראית חלקה‪ ,‬ומכאן השם שלה‪.‬‬
‫• ‪ SER‬מתפתלת בציטופלסמה כמו צינורות המחוברים זה לזה‪.‬‬
‫• תפקידי ה ‪:SER‬‬
‫• ‪ )1‬אתר הראשי לבניית לפידים בתאים רבים‪ ,‬כמו סטירואידים‪.‬‬
‫• באיזה רקמות בגוף מיוצרים הסטירואידים?‬
‫• ‪ )2‬יצירת הלפידים המרכיבים את ממברנת התא‪ ,‬כמו פוספולפידים‪.‬‬

60.

‫‪SER‬‬
‫• ‪ )3‬יצירת פחמימות המנוצלים ליצירת גליקופרוטאינים‪.‬‬
‫• ‪ )4‬מטבוליזם של תרופות ורעלנים‪.‬‬
‫• באיזה רקמות בגוף מתרחש תהליך המטבוליזם של תרופות?‬
‫• ‪ )5‬מאגר של סידן תוך תאי‪.‬‬
‫• ‪ ER )6‬בשרירים נקראת‪ ,Sarcoplasmic reticulum :‬והיא‬
‫משתתפת בפעילות הכיווץ של שרירים‪.‬‬

61.

SER

62.

‫כמות ה ‪ RER‬ו ‪ SER‬בתאים שונים‬
‫• כמות ה ‪ ,ER‬והיחס בין ‪ RER‬לבין ‪ ,SER‬משתנים בהתאם לסוג‬
‫התא‪ ,‬והפעילות שלו‪.‬‬
‫• למשל‪ ,‬תאי הלבלב שמייצרים אנזימי עיכול‪ ,‬מכילים הרבה ‪.RER‬‬
‫הכמות של ‪ SER‬בתאים האלה נמוכה יחסית‪.‬‬
‫• המצב בתאים בקורטקס האדרנל ותאים בגונדות הוא הפוך‪.‬‬
‫• מדוע?‬
‫• תאים אלה מייצרים סטירואידים מסוגים שונים‪ ,‬לכן הם מכילים‬
‫הרבה ‪ SER‬יחסית ל ‪.RER‬‬

63.

)Ribosomes( ‫ריבוזומים‬

64.

‫ריבוזומים‬
‫• אורגנלה שאינה ממברנלית‪ .‬כל תא מכיל אלפי ריבוזומים‪.‬‬
‫• תפקיד הריבוזומים‪ :‬יצירת חלבון בתוך התא‪.‬‬
‫• הריבוזומים הם "בית החרושת" ליצירת חלבון בתא‪ ,‬לפי אינפורמציה‬
‫שמסופקת ע"י ה ‪ ,)Deoxyribonucleic acid( DNA‬שנמצא בגרעין‪.‬‬
‫• כל ריבוזום מורכב משני חלקים‪ :‬תת יחידה קטנה‪ ,‬ותת יחידה גדולה‪.‬‬
‫• תת יחידות אלה מכילות קרוב ל ‪)r-RNA( Ribosomal RNA 60%‬‬
‫שהוא אחד מהסוגים של ‪ ,(Ribonucleic acid) RNA‬ו ‪ 40%‬חלבון‪.‬‬

65.

‫ריבוזומים‬

66.

‫ריבוזומים‬
‫• התת יחידות מיוצרות בנפרד בגרעינון‪ ,‬שנמצא בתוך הגרעין‪.‬‬
‫• אחרי היצירה שלהן‪ ,‬התת יחידה הקטנה והתת יחידה הגדולה‬
‫יוצאות מהגרעין‪ ,‬בנפרד‪.‬‬
‫• לפני שתהליך היצירה של החלבון מתחיל‪ ,‬הן מתחברות ביחד עם‬
‫גדיל של ‪ ,)messenger RNA( m-RNA‬על מנת לייצר ריבוזום‬
‫פונקציונלי‪.‬‬
‫• למה הכוונה?‬
‫• יצירת החלבון על גבי הריבוזום מתרחשת לפי הוראות שמסופקות‬
‫ע"י ה ‪ .m-RNA‬מקורן של הוראות אלה הוא ב ‪ DNA‬שנמצא בגרעין‪.‬‬

67.

‫ריבוזומים‬

68.

‫ריבוזומים‬
‫• הרבה מהריבוזומים קשורים ל ‪ .ER‬רבים אחרים חופשיים ומפוזרים‬
‫בציטופלסמה‪.‬‬
‫• הריבוזומים הקשורים ל ‪ ER‬מסנתזים חלבון המיועד בעיקר בשביל‬
‫‪ ,Export‬הוצאה מחוץ לתא‪.‬‬
‫• ריבוזומים אלה גם מסנתזים חלבון שמיועד לממברנת התא‪ ,‬או‬
‫לאורגנלה תוך תאית ספיציפית‪ ,‬כגון ליזוזום‪.‬‬
‫• הריבוזומים החופשיים בציטוזול מייצרים חלבונים לשימוש בתוך‬
‫התא‪ :‬חלבונים מבניים וחלבונים פונקציונאליים‪.‬‬
‫• ריבוזומים נמצאים גם במיטוכונדריה‪ ,‬ותפקידם לייצר חלבונים‬
‫מיטוכונדריאליים‪.‬‬
‫• הריבוזומים שנמצאים בפעולה ‪-‬בתהליך יצירה של חלבון‪ -‬מתפקדים‬
‫בקבוצה שנקראת ‪.Polyribsomes‬‬

69.

‫ריבוזומים‬

70.

‫המערך ע"ש גולג'י‬

71.

‫המערך ע"ש גולג'י (‪)Golgi Apparatus‬‬
‫• המערך ע"ש גולג'י הוא אורגנלה ממברנלית‪.‬‬
‫• הוא מורכב משקיקים (שקיק‪ :‬שק קטן) הנקראים ‪Cisternae‬‬
‫הנמצאים בערימה אחד בתוך השני‪.‬‬
‫• מערך זה מכיל אנזימים ייחודיים‪ ,‬האחראים על העיבוד הסופי של‬
‫חלבונים ולפידים‪ ,‬למיון שלהם‪ ,‬ולאריזתם בויזיקולות המעבירות‬
‫אותם ליעדם‪.‬‬
‫• לכן‪ ,‬מערך זה הוא חלק מאותו מנגנון שמכוון את מולקולת החלבון‬
‫עבור ‪.Export‬‬
‫• בתאי בע"ח אזור זה הוא הסמוך ביותר לממברנת התא‪.‬‬

72.

‫המערך ע"ש גולג'י‬

73.

‫התהליכים שהחלבון עובר‬
‫• חלבונים מיוצרים על גבי ריבוזומים הקשורים ל ‪.ER‬‬
‫• הם מועברים בקצה התעלה ב ‪ ,ER‬ומאוחסנים בויזיקולות‪.‬‬
‫• הויזיקולות מתנתקות מה ‪ ,ER‬ומגיעות למערך ע"ש גולג'י‪.‬‬
‫• הויזיקולות עוברות איחוי (‪ )Fusion‬עם ה ‪ Cisternae‬הראשונה‬
‫בגולג'י‪ ,‬ומולקולת החלבון משתחררת לתוך ה ‪.Cisternae‬‬
‫• מולקולת החלבון עוברת שינויים אנזימטיים‪ ,‬כמו למשל הוספת‬
‫סוכרים ליצירת גליקופרוטאינים ע"י אנזימים שנמצאים במערך ע"ש‬
‫גולג'י‪.‬‬
‫• לאחר מכן המולקולה נבלעת בתוך הויזיקולה השנייה‪.‬‬

74.

‫התהליכים שהחלבון עובר‬

75.

‫התהליכים שהחלבון עובר‬
‫• הויזיקולה נעה ל ‪ Cisternae‬הבאה לעיבוד נוסף‪.‬‬
‫• ב ‪ Cisternae‬האחרונה‪ ,‬הויזיקולה משתחררת ומגיעה לממברנת‬
‫התא‪.‬‬
‫• תוכן הויזיקולה משתחרר בתהליך שנקרא ‪( secretion‬הפרשה)‪.‬‬
‫• חלבונים מסוימים וגליקופרוטאינים מסוימים עוברים אינקורפורציה‬
‫לתוך הממברנה בויזיקולות של גולג'י‪ ,‬והופכים לחלק ממברנת‬
‫הפלסמה‪.‬‬
‫• אחרים מגיעים לאורגנלה תוך תאית‪ ,‬כגון ליזוזום למשל‪.‬‬

76.

Lysosomes

77.

‫‪Lysosomes‬‬
‫• אלה הם אברוני עיכול תוך תאיים‪.‬‬
‫• הליזוזומים הם ויזקולות שיוצאות מהמערך ע"ש גולג'י אבל נשארות‬
‫בציטופלסמה‪.‬‬
‫• בתוך הליזוזומים ישנם כ ‪ 60‬אנזימים מסוגים שונים הפועלים ב ‪pH‬‬
‫חומצי (‪ , )pH~5‬המפרקים סוכרים‪ ,‬חלבונים‪ ,‬חומצות גרעין‪ ,‬ולפידים‪.‬‬
‫• מכאן שהם מכילים אנזימים המסוגלים לפרק את כל המרכיבים‬
‫העיקריים בתוך התא‪.‬‬
‫• היות ומדובר באנזימים הרסניים‪ ,‬הם נמצאים אטומים בתוך‬
‫ליזוזומים‪.‬‬
‫• בשביל מה צריך אותם?‬

78.

Lysosomes

79.

‫‪Lysosomes‬‬
‫• אנזימים ליזוזומליים מספקים הגנה‪ :‬מולקולות גדולות או חלקיקים‬
‫גדולים כגון חיידקים שנכנסים לתא מגיעים לליזוזומים ומתפרקים‪.‬‬
‫• תאי דם לבנים בולעים חיידקים והורסים אותם בליזוזומים שלהם‪.‬‬
‫• בסוגי תאים שונים הליזוזומים מתאחים עם ויזקולות שעברו‬
‫אנדוציטוזה‪ ,‬על מנת לפרק חומרים שנמצאים בתוך הויזיקולות‪.‬‬
‫• תהליך זה מתרחש גם בכבד‪ ,‬כאשר ‪Low-Density Lipoprotein‬‬
‫(‪ )LDL‬שעבר אנדוציטוזה לתוך התאים‪ ,‬מתפרק ע"י אנזימים‬
‫ליזוזומליים‪.‬‬
‫• מהי החשיבות של התהליך הזה?‬

80.

Lysosomes

81.

Lysosomes

82.

Lysosomes

83.

Peroxisomes

84.

‫‪Peroxisomes‬‬
‫• אורגנלה הדומה לליזוזום‪ ,‬אך יותר קטנה ממנו‪ .‬נמצאת בכמות‬
‫גדולה בתאי כבד וכליה‪.‬‬
‫• כמו הליזוזום‪ ,‬הפראוקסיזום הוא סוג של ויזיקולה שמכילה אנזימים‪.‬‬
‫• הפראוקסיזומים מכילים הרבה אוקסידאזות (אנזימים שמוציאים‬
‫אטום מימן) מחומרים אורגניים שונים‪.‬‬
‫• למשל‪ ,‬חומצות אמיניות וחומצות שומן מתפרקות בפראוקסיזום‪,‬‬
‫כחלק מהמטבוליזם הנורמלי שלהן‪.‬‬
‫• בנוסף‪ ,‬אנזימים בפראוקסיזום מחמצנים חומרים רעילים‪ ,‬כגון‬
‫אלכוהול‪ .‬לכן‪ ,‬אורגנלה זו נמצאת בשפע בכבד‪.‬‬

85.

‫‪Peroxisomes‬‬
‫• כתוצאה מריאקציות החמצון שמתרחשות בפראוקסיזום‪ ,‬נוצר מי‪-‬חמצן‬
‫(‪.)H2O2‬‬
‫• זהו חומר רעיל שיכול לגרום נזק לתא‪ ,‬זאת בגלל שהוא חומר מחמצן‬
‫שיכול לפגוע במרכיבים שונים בתא‪.‬‬
‫• אך בפראוקסיזום ישנם גם האנזימים ‪ Peroxidase‬ו ‪Catalase‬‬
‫שמנטרלים את מי החמצן‪.‬‬
‫• היות ותהליכי היצירה והפירוק של מי‪-‬חמצן מתרחשים באותה אורגנלה‪,‬‬
‫הפראוקסיזום מגן על חלקים אחרים של התא מהרעילות של מי‪-‬חמצן‪.‬‬
‫• ללא הפראוקסיזום‪ ,‬תוצרי לוואי של המטבוליזם עלולים להצטבר‪,‬‬
‫ולגרום למוות של התא‪.‬‬

86.

Catalase ‫ ו‬Peroxidase

87.

‫מיטוכונדריה‬

88.

‫מיטוכונדריה (‪)Mitochondria‬‬
‫• זאת צורת הרבים‪ ,‬ביחיד מיטוכונדריון‪.‬‬
‫• אברון חשוב מאוד האחראי על יצירת אחת המולקולות החשובות‬
‫בחיים‪.(Adenosine triphosphate ) ATP :‬‬
‫• בלי ‪ ATP‬אין חיים‪.‬‬
‫• האנרגיה האצורה בחומרי מזון‪ ,‬כמו גלוקוז‪ ,‬ושומן מופקת בצורת‬
‫‪.ATP‬‬
‫• מרבית האנרגיה הזו מיוצרת במיטוכונדריה‪ :‬במעגל קרבס‬
‫ובשרשרת מעבר האלקטרונים‪.‬‬

89.

ATP

90.

‫מיטוכונדריה‬
‫• המיטוכונדריון מוקף בשתי ממברנות‪ :‬ממברנה חיצונית שמקיפה‬
‫את האורגנלה ופונה לציטופלסמה‪ ,‬וממברנה פנימית‪.‬‬
‫• הממברנה הפנימית עוברת קיפולים פנימה ליצירת קריסטות (רבים‪:‬‬
‫‪ ,Cristae‬יחיד‪-Crisat :‬רכס)‪.‬‬
‫• החומר הנוזלי בתוך הקריסטות נקרא ‪ .Matrix‬בחלק הזה‬
‫במיטוכונדיה מתרחש מעגל קרבס‪.‬‬
‫• אנזימים בממברנה הפנימית אחראים על ריאקציות החמצון‪,‬‬
‫המספקות את מרבית האנרגיה בתא‪.‬‬
‫• אנרגיה הדרושה על מנת שהתא יבצע את העבודה שלו‪ ,‬מה‬
‫שמשאיר את התא ואת הגוף בחיים‪.‬‬

91.

‫מיטוכונדריה‬

92.

‫מיטוכונדריה‬
‫• מערכת זו המייצרת ‪ ATP‬זקוקה לחמצן לפעילות שלה‪.‬‬
‫• לכן צורה זו של יצירת אנרגיה נקראת נשימה אירובית‪ ,‬או נשימה‬
‫תאית‪.‬‬
‫• המיטוכונדריה מספקת כ ‪ 95%‬מכמות ה ‪ ATP‬הדרושה כדי‬
‫לשמור על התא בחיים‪.‬‬
‫• ‪ 5%‬נותרים מיוצרים בציטוזול‪ ,‬בתהליך הגליקוליזה‪.‬‬
‫• מהו מקור ה ‪ ATP‬לתא שלא מכיל מיטוכונדריה?‬
‫• מהו מקור ה ‪ ATP‬לתא בתנאים אנאירוביים?‬

93.

‫מיטוכונדריה‬

94.

‫מיטוכונדריה‬
‫• מספר המיטוכונדריה בתא קשור לעבודה שהתא מבצע‪ :‬תא‬
‫שמבצע יותר עבודה‪ ,‬יש לו יותר מיטוכונדריה‪.‬‬
‫• תא כבד למשל מכיל אלף או יותר מיטוכונדריה‪ .‬גם תאי שריר‬
‫עשירים במיטוכונדריה‪.‬‬
‫• תא זרע מכיל כ ‪ 25‬מיטוכונדריה‪ .‬הם לא חודרים לביצית בזמן‬
‫ההפרייה‪ .‬לכן‪ ,‬גנים מיטוכונדריאליים מקורם רק מהאם‪.‬‬
‫• בתאי דם אדומים אין מיטוכונדריה‪.‬‬
‫• בגודל ובביוכימיה שלהם מיטוכונדריה דומים לחיידקים‪ :‬יש להם‬
‫‪ DNA‬משלהם‪ ,‬וכמה ריבוזומים‪.‬‬

95.

‫מיטוכונדריה‬