Informace

Existuje nějaké zvíře, které produkuje struktury keratinu i chitinu?


Začal jsem přemýšlením o podobnostech mezi keratinem v jeho nejtvrdší formě (nehty, pochvy rohů) a chitinem, který skládá exoskeletony několika brouků, které jsem v životě viděl. Podle mého názoru mají oba materiály srovnatelné vlastnosti. Pak jsem zjistil, že vlasy tarantule jsou také vyrobeny z chitinu, takže ve více aspektech než jeden to vypadá, že se chitin a keratin konvergentně vyvinuly.

Chápu, že chitin je uhlohydrát, zatímco keratin je bílkovina, takže neexistuje žádný společný původ, pokud jde o původ těchto dvou, ale zajímalo by mě, zda bylo někdy zvířeti prokázáno, že produkuje obě sloučeniny v nějaké kapacitě?


Organické sloučeniny degradované mikroorganismy

Následující body zdůrazňují sedm hlavních živočišných a rostlinných organických sloučenin degradovaných mikroorganismy. Organické sloučeniny jsou: 1. Bílkoviny 2. Lipidy a škrob 3. Chitin 4. Mukopeptid 5. Celulóza 6. Hemicelulóza 7. Ligniny.

Organická sloučenina č. 1. Bílkoviny:

V přírodě jsou proteiny často v komplexu s polysacharidy nebo tříslovinami a jsou nejodolnější vůči rozkladu. Vláknité proteiny s mnoha příčnými vazbami, jako je keratin, jsou velmi odolné vůči mikrobiálnímu napadení, ačkoli většina aktinomycetů (např. Streptomyces) a některé houby (např. Penicillium, Keratinomyces) je mohou degradovat. Proteiny mají oproti mikroorganismům velkou nutriční výhodu, protože obsahují uhlík i dusík.

Proteiny přítomné v těle organismů, když jsou ponechány v půdě, se stávají stále komplexními a tvoří lignoproteinový komplex, komplex protein-jíl a komplex protein-uronid, které jsou velmi odolné vůči mikrobiální degradaci. Tyto komplexy jsou hlavními složkami humusu v půdě.

Organická sloučenina # 2. Lipidy a škrob:

O biologickém rozkladu lipidů a škrobu v přírodním prostředí je překvapivě málo informací, ale tyto běžné složky organismů bakterie a houby v laboratoři snadno využívají. Za anaerobních podmínek mohou pouze některé bakterie, jako je Clostridium, způsobit jejich degradaci v přirozeném prostředí.

Organická sloučenina # 3. Chitin:

Chitin je důležitým zdrojem uhlíku a je degradován poměrně rychle, pokud není chráněn vyčiněnými bílkovinami. Jedná se o polymer N-acetylglukosaminu, a proto obsahuje přebytečný dusík, který je v aerobním prostředí mineralizován.

Biodegradace této sloučeniny je způsobena převážně aktinomycety (např. Streptomyces) a dalšími bakteriemi (např. Pseudomonas, Bacillus, Clostridium). V kyselém prostředí mohou houby jako Mortierella hrát hlavní roli při degradaci chitinu, protože jsou méně citlivé na nízké pH než většina bakterií.

Organická sloučenina # 4. Mukopeptid:

Mukopeptid (také nazývaný peptidoglykan nebo murein) je charakteristický polymer v bakteriálních buněčných stěnách a je složen z N-acetylglukosaminu a kyseliny N-acetylmuramové. Někdy to není hlavní složka stěn podle hmotnosti, ale vzhledem k široké distribuci bakterií a jejich vysoké biomase v některých prostředích je její rozpad významný pro uhlíkovou rovnováhu v přírodě.

Mnoho je známo o enzymech zabývajících se bakteriální lýzou v laboratorních podmínkách, ale velmi málo je známo o rozpadu v přírodním prostředí. Je pravděpodobné, že mukopeptid je degradován převážně autolýzou přes Mycobacterium a některé druhy Bacillus tyto druhy mohou do určité míry způsobit degradaci těchto komplexních sloučenin.

Organická sloučenina # 5. Celulóza:

Celulóza je polymer D-glukopyranózy. Biologický rozklad této sloučeniny byl předmětem mnoha výzkumů, protože je hlavní složkou stěn rostlinných buněk, a tedy nerozpustného uhlíku přidaného do uhlíkového cyklu, a také proto, že je člověkem široce používán jako textil, papír a jako součást dřeva.

Mikroorganismy, které degradují celulózu, mohou produkovat enzym zvaný “cellulase ”, který katalyzuje hydrolýzu polymeru na dimerní celobiózu. Ten je hydrolyzován enzymem “cellobiase ” na glukózu, která je absorbována rozkladem nebo vstupuje do rozpustného uhlíkového poolu.

Mikroorganismy, které provádějí toto členění, se liší v závislosti na prostředí. V aerobních podmínkách je řada bakterií, např. Chaetomium, Stacliybotrys, Trichoderma a Penicillium, důležitými některými bakteriemi, např. Cytophaga, Bacillus, Pseudomonas mohou být hlavními rozkládači celulózy ve vodním prostředí.

Některé bakterie, např. Clostridium, mohou anaerobně degradovat celulózu, a jsou proto důležité v podmáčených půdách a v hlubinných sedimentech. V indických podmínkách bylo zjištěno, že některé houby jako druhy Aspergillus, Memnoniella, Trichothecium a Ascotricha jsou v přírodě aktivními rozkladači celulózových materiálů.

Organická sloučenina # 6. Hemicelulóza:

Hemicelulózy jsou polysacharidy s nízkou molekulovou hmotností vyskytující se hojně ve stěnách rostlinných buněk. Mikroorganismy degradující hemicelulózu patří do všech hlavních skupin hub, mezi nejdůležitější houby, které degradují hemicelulózy, patří druhy Alternaria, Aspergillus, Penicillium, Chaetomium, Fusarium, Glomerella a Trichoderma.

Degradace hemicelulóz zahrnuje hydrolýzu komplexního polymeru na jednodušší jednotky působením hlavně tří typů enzymů:

(i) Endoenzymy, které náhodně rozbíjí vazby mezi stavebními kameny v polymeru

(ii) Exoenzymy, které štěpí buď dimer nebo monomer z konce polysacharidového řetězce a

(iii) Glykosidázové enzymy, které hydrolyzují oligomery nebo disacharidy za vzniku jednoduchého cukru nebo kyseliny uronové.

Organická sloučenina # 7. Ligniny:

Ligniny, hlavní složka buněčné stěny charakteristická pro dřevnaté tkáně, jsou považovány za polymery p-hydroxyfenylpropanů a je charakteristicky obtížné je degradovat buď chemicky, nebo biologicky.

Existují však některé houby, například běžné houby a muchomůrky a houby na stromech, a některé bakterie, například aktinomycety, které jsou schopné degradovat ligniny na aromatické a alifatické produkty s nízkou molekulovou hmotností.

Tyto ligniózní mikroorganismy produkují lignolytické enzymy známé jako “ lignasy ”, které jsou zodpovědné za katalýzu degradace těchto komplexních sloučenin. Po celém světě probíhá řada prací na mikrobiální degradaci ligninů ze zjevných důvodů.


Jak se zvířata barví pomocí struktur v nanoměřítku

Jako mnoho zvířat, i modrookřídlý ​​pták jihovýchodní Asie získává své duhové odstíny podle strukturálních barev-materiálů s vlastnostmi v nanometrovém měřítku, které rozptylují a odrážejí specifické vlnové délky světla.

Viviane Callier

Pávi, chameleoni panterů, šarlatoví papoušci, klauni, tukani, chobotnice s modrými kruhy a mnoho dalších: Zvířecí říše má nespočet obyvatel s mimořádně barevnou krásou. V mnoha případech ale vědci vědí mnohem více o tom, jak zvířata používají své barvy, než jak je vyrábějí. Nová práce pokračuje v odhalování těchto tajemství, která často závisí na fantasticky precizním vlastním sestavení nepatrných rysů v a na peří, šupinách, vlasech a kůži-což je skutečnost, díky níž jsou odpovědi pro fyziky a inženýry z měkké hmoty ve fotonice intenzivně zajímavé průmysl.

Mnoho barev pozorovaných v přírodě, zejména v rostlinné říši, je produkováno pigmenty, které odrážejí část světelného spektra, zatímco absorbují zbytek. Zelené pigmenty jako chlorofyl odrážejí zelenou část spektra, ale absorbují delší červené a žluté vlnové délky i kratší modré. Které konkrétní vlnové délky se odrazí nebo absorbují, závisí na molekulárním složení pigmentu a přesných vzdálenostech mezi atomy v jeho molekulárních strukturách.

Vzhledem k tomu, že rostliny jsou mistry v biochemické syntéze, jejich buňky mohou připravit mnoho typů pigmentů, ale zvířata z velké části ztratila metabolické cesty, aby většinu z nich vytvořila. Melanin, převládající pigment u zvířat, je buď hnědý (eumelanin) nebo červenavě žlutý (feomelanin) - poměrně omezená paleta. Aby se vytvořila bohatší duha barev, kterou potřebují k dekorování a maskování, dvoření se s kamarády a zahánění predátorů, mohou zvířata často ze své stravy získat potřebné pigmenty. Například jasně červená a žlutá barva ptáků pochází většinou z karotenoidních pigmentů v jejich potravě.

Modrý konec spektra však představuje jinou výzvu, protože v přírodě je k dispozici málo modrých pigmentů. Přesto modré sojky, neonové tetry, žabí jedy a mnoho dalších zvířat našlo řešení, které nespoléhá na pigmenty, vyvíjí optické triky, aby změnilo blues (a některé zelené) jiným způsobem. Vytvářejí takzvané strukturální barvy.

Strukturální barvy fungují jako filtry, které umožňují průchod pouze některým vlnovým délkám. Jejich specifické fotonické mechanismy se liší druh od druhu, ale fungují, protože struktury v jejich materiálech v měřítku nanometrů jsou srovnatelné s vlnovými délkami světla. Struktury odlišně rozptylují barvy světla a nastavují interferenční efekty.

"Jde o to, mít více drobných struktur, které rozptylují světlo, a poté nechat tyto rozptýlené vlny interagovat-tato interakce posílí některé barvy a ostatní odstraní," vysvětlil Richard Prum, odborník na zbarvení ptačího peří na univerzitě v Yale.


Trochophore Larva: Historický retrospektiva, struktura a spříznění

V tomto článku budeme diskutovat o Trochophore Larva:- 1. Historický retrospektiva larvy Trochophore 2. Struktury trochoforové larvy 3. Biologie a metamorfóza 4. Struktury 5. Afinity 6. Fylogenetický význam.

Historický retrospektiva trochoforové larvy:

1. Loven (1840), švédský přírodovědec, byl prvním mužem, který objevil larvu trochoforů. Od té doby byla larva známá jako larva Loven ’s.

2. Semper (1859) používal název Trochosphaera, rotifer pro varhany a stydlivost.

3. Ray Lankester (1877) dal této larvální formě jméno ‘Trochophore ’.

4. Poté to byl Hatschek (1879), který také podporoval nejpřijatelnější jméno ‘Trochophore ’.

5. Hyman (1957) a Barnes (1980) se pokusili navázat vztah trochoforu s jinými skupinami zvířat.

Struktury trochoforové larvy (Loven ’s Larva of Polygordius):

Je známo, že všechny archiannelidy (Polygordius a další druhy) procházejí fází lar & shyval-trochoforem (obr. 17.12A-C).

1. Marine planktonic a většina jsou lecithotrophic larvy.

2. Přední konec těla je širší než zadní konec a vykazuje oboustrannou symetrii.

3. Má ústa, zažívací kanál a konečník.

4. Ústa se nacházejí v blízkosti střední ventrální linie těla a vedou do žaludku podobného vaku a postupují jako úzký zažívací kanál. Obě stěny trávicího kanálu sahající od úst k řiti jsou lemovány řasinkami.

5. Kanál končí anální aperturou na zadní špičce těla.

6. Dva prominentní pásy řasinek obepínají tělo a v určitých formách může být přítomen třetí pás. Tyto řasnaté pásy se používají při pohybu a krmení a shyingu.

7. Kruh silného pohybového řasnatého řemene, nazývaný předorální kroužek nebo Prototroch (obr. 17.12A), obepíná tělo kolem středu a leží nad ústy a metatroch, což je ciliární příčný prstenec za ústy.

8. Prototroch vzniká ze speciálních buněk, nazývaných trochoblasty.

9. Kolem pygidia nebo konečníku se často nachází druhý kroužek řasinek, nazývaný telotroch.

10. V některých případech je také přítomen podélný pás podél střední ventrální části těla a nazývá se neurotroch.

11. Trochofor nevykazuje žádný metamerismus a základ budoucího dospělého kmene je vnímán jako malá oblast na pólu & shyrior.

12. V této fázi neexistuje coelom, ale pouze prostorný blastocoel obklopuje střevo.

13. V blastocoelu je přítomen pár protonefridií, určité množství mezenchymu a larevních svalů.

14. Nephridia jsou vyrobeny ze dvou dutých buněk, z nichž každá obsahuje plamen řasinek. Jedno nephridium leží na každé straně střeva.

15. Horní pól má ektoderní a shymální, zesílenou oblast, nazývanou apikální sen & shysory plate, která obsahuje buňky, které jsou primordiemi mozkových ganglií.

16. Na apikálním konci vystupuje z apikální desky řada dlouhých řasinek, nazývaných apikální trs řasinek.

17. Mnoho trochoforů nese smyslové orgány, například ocelli (oční skvrny) pod apikální oblastí desky.

18. Plně vyvinutá trochoforová larva může být rozdělena do tří oblastí, jako je pretrochální oblast, která zahrnuje oblast nad prototrochem. Zadní oblast larvy se nazývá pygidium, které zahrnuje telotroch a anální oblast. Střední oblast se nazývá růstová zóna, která zahrnuje oblast mezi ústy a telotrochem.

Biologie a metamorfóza trochoforové larvy:

Larva trochoforů volně plaveckých v některých formách (např. Echiurans, některé poly & shychaetes, Polygordius, phyllodocids, serpulid fan worms) se živí planktonem a dalšími mikroskopickými mořskými organismy a trochofor se nazývá planktotropní larva a má dlouhou životnost při volném plavání.

V některých jiných skupinách (např. Sipunculans, nereidy a eunicidy mnohoštětinatců) jsou larvy trochoforů lecitotrofní larvy. Nepřijímají žádné jídlo z vnějších zdrojů a krmí se hlavně žloutkem původně položeným ve vejci. Lecitotrofní larvy vedou krátký planktonický život. Metamorfóza larev je nejlépe vidět u Polygordius.

První známka metamorfózy je poznamenána segmentací mezodermálních pásem. Později se zadní oblast rychle prodlužuje a je externě označena segmentací. Oblast nad prototrochálním prstencem se stává prostomiem a prototrochální oblast se liší a shyferentuje jako peristomium.

Apikální oblast smyslových orgánů se stává mozkovým ganglionem, který je spojen s ventrálním nervovým provazcem. Interně se mezodermální pás rozděluje a vytváří coelomické váčky.

Ústa se posouvají dopředu a anální organizace se postupně mění. Ciliární pásy mizí a larva roste do velikosti a délky s přidáním nových segmentů. Po meta & shymorphosis se mladý červ potopí na dno moře a stane se z něj norový a plachý dospělý červ.

Struktury trochoforové larvy v různých třídách:

Polychaeta třídy:

1. Larva Neanthes (= Nereis) je podobná typickému trochoforu, ale s párem očních skvrn.

2. Larvy bez blastocoelu, ale s ektodermem a endodermem, jsou ve vzájemném kontaktu, kromě případů, kdy jsou odděleny larválním mezodermem, např. Larvou Psygmobranchus.

3. Cilia jsou buď zřídka distribuovány po celém povrchu těla, nebo nejsou omezeny na speciální kroužky, nazývané atrochální larva, např. Larva Lumbriconereis.

4. V larvě Nephthys jsou vidět dva kroužky řasinek, jeden na každém konci těla, preorální (přední) a peri & shyanal (zadní), nazývaný telotrochová larva.

5. Kompletní prstence, pokud mohou být přítomny na dorzálním i ventrálním povrchu, se nazývají amfitrochální larva.

6. V larvě Chaetopterus, kde jedna nebo více řad řasinek obklopuje střed těla, nazývaná mezotrochální larva. U mezotrochů chybí předorální a peri-anální prsteny.

7. V larvě Ophryotrocha existuje mnoho ciliárních kroužků a každý vývoj a shyops na skutečném mezodermálním segmentu, proto se nazývá polytrochální larva.

8. V larvě Mitraria se nacházejí dlouhé provizorální a shysional sety, které jsou znovu & shyplaced trvalými strukturami. Starší larva Nereis má parapodiální postranní zploštělé struk & shytures se štětinami.

Nezaznamená se žádné volné larvální stádium.

Neexistuje žádné larvální stádium a vývoj je přímý.

Spříznění Trochophore Larva:

Tato larvální forma vykazuje pozoruhodné podobnosti a nesrovnalosti s několika dalšími larválními formami. V důsledku toho je třeba vážně zvážit fylogenetický stav Trochophore.

Spříznění Ctenophora:

Aborální smyslový orgán (Statocyst) ctenoforu je porovnáván s apikální sen & shysory deskou trofoforu. Subektodermálně vyzařující nervy jsou srovnatelné. Prototroch je odvozen ze čtvrté skupiny řasnatých buněk. Oba mají tělo ve tvaru hrušky.

Navzdory podobnostem fundamen & shytal organizace zobrazuje mnoho různorodostí. Vzorec štěpení je v obou případech odlišný. U ctenophorů chybí řitní otvor. Larvu trofhoforu tedy nelze považovat za příbuznou ctenoforům.

Spříznění s larvou Muller ’s:

Larva Mullera a#8217s turbellarianů, zejména Planocera, vykazuje podobnosti s larvou trochoforu. Podobnost ve vývojovém stádiu, podobnost v dispoci & shysition řasinkových pásů a přítomnost očních skvrn na aborálním konci dvou forem larev vedla mnoho pracovníků na této linii k vykreslení paralelismu mezi oběma skupinami. Ale kvůli podceňovaným odlišnostem nelze paralelismus ospravedlnit.

Odlišnosti jsou následující:

(i) Absence řitního otvoru u larvy Mullera a#8217s,

(ii) Vstup při otevření do jednoho otvoru v larvě Muller ’s,

(iii) Rozdíl v embryonální diferenciaci a shytiaci mezodermu a

(iv) Existence trsu řasinek na kaudálním konci larvy Mullera ’s.

Spříznění s larvou Pilidium (Nemertini):

Larva pilidia z Nemertini exhi a shybits určité podobnosti s trochophore larvou.

(i) Oba mají tělo ve tvaru přilby,

ii) řasnatý prstenec mezi aborálními a orálními konci larvy pilidia představuje prototroch trochoforu,

(iii) Podobnosti v uspořádání a rozdělení a distribuci nervového prstence,

(iv) Stomodaeum vykazuje podobnosti,

(v) Schizocoelický způsob tvorby coelomu u obou.

Ale absence řitního otvoru v pilidiu a odlišnosti při tvorbě meso a shyderm stojí na cestě k tomu, aby mezi nimi mohl být jakýkoli vztah a styky.

Spříznění s Rotifera:

Trochosphaera, rotifer, ukazuje určité podobnosti a shylarity s trochoforovou larvou anne a shylid. Trochosphaera se v mnoha ohledech podobá trochoforu, tj. Řasinkovým pletencem, dispozicí a stykem nervového systému (‘Brain ’) a smyslovým orgánem, umístěním konečníku, nefridie a zakřivením střeva. Resem & shyblances jsou většinou povrchní povahy a potřebují kritické vyšetření, aby se vytvořil jakýkoli fylogenetický vztah.

Spříznění s larvou Veliger:

Předorální řasnatý prstenec, řasnatý chomáč bičíků a apikální plotna veligerové larvy měkkýšů jsou podobné jako u trochoforové larvy. Podobnosti mezi trochoforovou a veligerovou larvou jsou možná plaché díky vzdálené fylogenetické konvergenci.

Fylogenetický význam trochoforové larvy:

V evoluční dynamice bezobratlých a shybrátů zaujímá larva trofoforu významné postavení. Ukazuje podobnosti s mnoha skupinami bezobratlých. Afinity vrhají světlo na vznik bilaterálních skupin ze zvířat s radiální symetrií a shymetrií (obr. 17.13).

Tvrdí se, že trochofor představuje přechodný stupeň v linii vzniku bilaterálních skupin (např. Rotátorů) z radiálních skupin (Ctenophores). Podobnosti mezi trochoforem a larvou ostnokožců (Bipinnaria a Pluteus) a larvou Tornaria z Balanoglossus přidaly tomuto pojetí větší váhu.

Mnoho pracovníků zastává názor, že trochoforová larva slouží jako most mezi radiální a bilaterální symetrií. Mají za to, že bilaterální symetrie se vyvinula z radiální.

Pokud jde o jejich názory, existuje mnoho teorií, které lze uvést níže:

1. Ctenophore — Polyclad theory (pro & shyposed by Lang, 1881)

2. Ctenophore — Trochophore theory, later modified by Hatschek (1878)

3. Planuloid - coeloidní teorie (navrhl L. Vongraff, 1882).

Druhá teorie je pracovníky víceméně přijatelná. Podle této teorie larva Trochophore vzešla z hypotetického zvířete - Trochozoon. Salvini - Plawen L. (1973) opět uvedl, že annelidy a echiurany jsou úzce spjaty svým larválním stádiem (trochophore larva), zatímco ploštěnci, nemertejci a entoproctní larvy spolu nesouvisí.


Váhy

Šupiny se vyskytují na rybách a plazech. Rybí šupiny jsou vyrobeny nejen z keratinu. Často jsou odvozeny z kosti v hlubších vrstvách kůže (střední část tkání nazývaná mezoderm), které se nazývají dermální vrstva. Někteří mají a plakoidní stupnice který je vytvořen z kosti a pokrytý sklovinou, stejný obal jako vnější část lidského zubu. Takové váhy jsou drsné, ostnaté výstupky, které dávají hladině ryb pocit připomínající brusný papír.

Primitivní typ měřítka je ganoidní stupnice . Zatímco tento typ stupnice byl běžný u ryb, které žily před stovkami milionů let, dnes se vyskytuje především v rybě jménem gar. Váhy tohoto typu jsou podobné plakoidním šupinám, ale mají extra povlak velmi silné látky zvané ganoin. Je dokonce silnější než smalt a tyto šupiny typu gar jsou ve fosilních záznamech velmi běžné. Předpokládá se, že poskytly velkou ochranu před kameny a drsnými povrchy, o které se ryby mohly otřít. Je také možné, že poskytovaly určitou ochranu před predátory, protože šupiny velmi obtížně prokousávají kůži ryb. Mnoho vědců se domnívá, že ganoidní stupnice je prekurzorem nebo stupnicí původního typu, která vedla k vývoji zubů.

The stupnice ctenoidů nachází se ve většině moderních ryb a je mnohem lehčí než plakoidní nebo ganoidní stupnice. Růstové kroužky jsou zajímavou vlastností stupnice ctenoidů. Pod mikroskopem jsou patrné malé kruhové záhyby. Existuje určitá debata o načasování růstových prstenů. Někteří badatelé kdysi věřili, že jsou letokruhy, ale to bylo vyvráceno. Růstové prstence se u různých druhů ryb objevují s různým načasováním a stále existuje mnoho otázek ohledně toho, co mohou růstové kroužky naznačovat o životě ryb.

U ryb i plazů pokrývají váhy celé tělo. Konstrukce plazových šupin je však odlišná. Ještěrky i hadi mají na celém těle šupiny. Mnoho druhů je identifikováno vzorem, který váhy vytvářejí na hlavě a těle. Plazi z nich vyvinuli jedinečnou vrstvu v kůži vodní předci. Aby plazi žili bez vody, vytvořila se vosková vrstva, stratum corneum, aby zvíře nevyschlo na souši. Tyto voskovité vrstvy leží mezi vrstvami, které produkují keratin pro váhy. Váhy jsou překrývající se vrstvy kůže s vnitřním a vnějším povlakem. Unikátní adaptací je oblast bazálního závěsu, ze které mohou být váhy poněkud pružné a skládat se zpět, aniž by spadly.

Stratum corneum nebo zrohovatělá vrstva obsahuje beta keratin a u některých druhů beta i alfa keratin. To poskytuje sílu měřítku, což umožňuje plazům lézt po skalách a klouzat po různých površích, jako je štěrk a písek. Jak zvíře roste, každé tak často pokožka (vnější obal) se odlupuje během procesu zvaného prolévání. Vytvoří se nová epidermis, která se zase uvolní, protože zvíře stále roste.

Mezi skupinami plazů, včetně želv a krokodýlů, které výzkumníci někdy vylučují jako skutečné plazy, existuje široká škála struktur měřítka. Barvy jsou dosaženy širokou škálou pigmentů, které jsou začleněny do váhy nebo leží ve vrstvách kůže.


Pokožka

Don Bliss / National Cancer Institute

Vnější vrstva kůže, složená z epiteliální tkáně, je známá jako epidermis. Obsahuje skvamózní buňky neboli keratinocyty, které syntetizují tvrdý protein zvaný keratin. Keratin je hlavní složkou pokožky, vlasů a nehtů. Keratinocyty na povrchu epidermis jsou mrtvé a jsou neustále vylučovány a nahrazovány buňkami zespodu. Tato vrstva také obsahuje specializované buňky zvané Langerhansovy buňky, které signalizují imunitnímu systému, když dojde k infekci. To napomáhá rozvoji antigenní imunity.

Nejvnitřnější vrstva epidermis obsahuje keratinocyty nazývané bazální buňky. Tyto buňky se neustále dělí a vytvářejí nové buňky, které jsou tlačeny vzhůru do výše uvedených vrstev. Z bazálních buněk se stávají nové keratinocyty, které nahrazují starší, které odumírají a jsou prolévány. V bazální vrstvě jsou buňky produkující melanin známé jako melanocyty. Melanin je pigment, který pomáhá chránit pokožku před škodlivým ultrafialovým slunečním zářením tím, že jí dodává hnědý odstín. V bazální vrstvě pokožky se také nacházejí buňky dotykových receptorů nazývané buňky Merkelové.

Epidermis se skládá z pěti podvrstev:

  • Stratum corneum: Horní vrstva mrtvých, extrémně plochých buněk. Buněčná jádra nejsou viditelná.
  • Stratum lucidum: Tenká, zploštělá vrstva mrtvých buněk. Na tenké kůži není vidět.
  • Stratum granulosum: Vrstva obdélníkových buněk, které se při pohybu na povrch epidermis stále více zplošťují.
  • Stratum spinosum: Vrstva buněk polyhedrálního tvaru, které se sbližují, když se dostanou blíže ke stratum granulosum.
  • Základní vrstva: Nejvnitřnější vrstva podlouhlých sloupcovitých buněk. Skládá se z bazálních buněk, které produkují nové kožní buňky.

Epidermis zahrnuje dva odlišné typy kůže: tlustou a tenkou. Tlustá kůže je silná asi 1,5 mm a nachází se pouze na dlaních a chodidlech. Zbytek těla pokrývá tenká kůže, z nichž nejtenčí pokrývá víčka.


Struktura Rhizopus

Morfologie Rhizopus zahrnuje následující komponenty:

Mikroskopické funkce

Rhizopus se skládá ze dvou druhů hyf, a to vegetativní a reprodukční hyfy. Vegetativní hyfy se rozlišují na dva typy, a to s tolon a rhizoidy a reprodukční hyfy se mění na sporangiofory.

Vegetativní hypha: Obvykle obsahuje:

  1. Odnož: Je to takzvaná intermodální oblast Běžec. Stolon je vzdušné hyfy, které rostou vodorovně, a nachází se připojené k substrátu. Stolony jsou aseptátové, rozvětvené a bez septátů (postrádají příčku).
  2. Rhizoids: Je to uzlová oblast, která se nakonec vytvoří kontaktem mezi stolonem k povrchu substrátu. Rhizoid je hodně rozvětvená struktura, která se tvoří pod substrátem. Jeho hlavní funkcí je invaze všech živin ze substrátu.

Reprodukční Hypha: Skládá se ze sporangioforů, které rostou svisle ze stolonu. Sporangiofory jsou nerozvětvené, podlouhlé, kolumelátové a vedou ke vzniku reprodukčních struktur nazývaných sporangiospory. Jeho buněčná stěna je složena z chitin chitosanu, lipidů, proteinů atd protoplazma skládá se z mnoha jader, mitochondrií, endoplazmatického retikula a dalších cytoplazmatických inkluzí, jako je ribozom, kapičky oleje, vakuoly atd.

Columella: Vzniká ze sporangioforu a objevuje se kupole nebo ve tvaru deštníku. Povrch columelly může být hladký nebo drsný. Columella je v přírodě hygroskopická a její primární funkcí je absorpce vody.

Sporangium: Připojuje se kolumellou a dlouhým sporangioforem. Tvar sporangia je kulovitý nebo kulovitý. Nese reprodukční struktury zvané sporangiospory. Velikost sporangia je 0,2 mm.

Sporangiospory: Jedná se o nepohlavní výtrusy, které jsou kulovité až vejčité a jednobuněčné. Barva sporangiospor je hyalinní až hnědá.

Makroskopické vlastnosti

  • Růst: Růst mycelia je rychlý.
  • Vzhled: Vypadají jako husté bavlněné kolonie.
  • Barva: Barva mycelia je obecně bílá a po sporulaci se stává šedou nebo zlatohnědou.

Chytridiomycota: Chytridy

Království Houby obsahuje pět hlavních phyla, které byly založeny podle jejich způsobu sexuální reprodukce nebo použití molekulárních dat. Phylum Chytridiomycota (chytrids) je jednou z pěti pravých kmenů hub. V Phylum Chytridiomycota je pouze jedna třída, Chytridiomycetes. Chytridi jsou nejjednodušší a nejprimitivnější Eumycota neboli pravé houby. Evoluční záznam ukazuje, že první rozpoznatelné chytridy se objevily v pozdním předkambrijském období, tedy před více než 500 miliony let. Jako všechny houby, chytridi mají ve svých buněčných stěnách chitin, ale jedna skupina chytrids má v buněčné stěně celulózu i chitin. Většina chytridů je jednobuněčných a tvoří několik mnohobuněčných organismů a hyf, které mezi buňkami nemají žádné septy (koenocytární). Reprodukují sexuálně i nepohlavně, nepohlavní výtrusy se nazývají diploidní zoospory. Jejich gamety jsou jediné houbové buňky, o nichž je známo, že mají bičík.

Ekologický biotop a buněčná struktura chytridů má mnoho společného s protisty. Chytridy obvykle žijí ve vodním prostředí, i když některé druhy žijí na souši. Některé druhy prospívají jako paraziti na rostlinách, hmyzu nebo obojživelnících, zatímco jiné jsou saproby. Některé chytridy způsobují u mnoha druhů obojživelníků choroby, které vedou k úbytku a vyhynutí druhů. Příkladem škodlivého parazitického chytrida je Batrachochytrium dendrobatidis, o kterém je známo, že způsobuje kožní onemocnění. Další chytrý druh, Slitiny, je dobře charakterizován jako experimentální organismus. Jeho reprodukční cyklus zahrnuje jak asexuální, tak sexuální fázi. Slitiny produkuje diploidní nebo haploidní bičíkovité zoospory ve sporangiu.

Obrázek ( PageIndex <1> ): Parazitické chytridy: Chytrý Batrachochytrium dendrobatidisje na těchto světelných mikrografech vidět jako průhledné koule rostoucí na (a) sladkovodních členovcích a (b) řasách. Tento chytrid způsobuje kožní onemocnění u mnoha druhů obojživelníků, což má za následek úbytek a vyhynutí druhů.


Úvod

Za účelem reprodukce funkčního inženýrství in vitro tkáňového modelu, je důležité napodobit topologické a mechanické vlastnosti nativní tkáně, vzhledem k přísnému vztahu mezi funkcí a strukturou (Vozzi a Ahluwalia, 2007). Lidské tkáně jsou komplexní trojrozměrné (3D) struktury složené z různých typů buněk uspořádaných ve složitých topologiích, kde dobře organizovaná vaskulární síť zajišťuje, že vzdálenost každé buňky od vaskulární kapiláry je 㱐 μm. Navíc, protože každá tkáň vykazuje dobře definované mechanické chování, nevhodné mechanické vlastnosti budou indukovat abnormální buněčné aktivity. In vivo, buňky jsou navzájem propojeny ve 3D objemu a ne v rovině, jak se normálně děje ve standardní buněčné kultuře ve vícejamkové destičce. Na základě těchto důkazů je důležité vytvořit 3D polymerní lešení schopné řídit růst buněk a aktivaci jejich funkcí.

Bylo testováno a upraveno několik syntetických a přírodních biomateriálů, aby napodobovaly vlastnosti extracelulární matrix (ECM). Tradičně se používají syntetické polymery, protože je lze snadněji zpracovávat různými technologiemi biotisku v různé složité struktuře, aby se na mezo- a mikroúrovni napodobily vlastnosti cílených tkání (De Maria et al., 2017 Moroni et al. , 2017). Jejich degradace však byla jednou testována in vitro nebo in vivo nezajišťuje jejich správnou existenci po celou dobu, kterou buňky vyžadují ke kolonizaci struktury, protože mechanismus degradace často není kontrolovatelný a jeho produkty mohou měnit buněčné procesy a někdy mohou vyvolat zánětlivý proces. Contrary to synthetic polymers, natural polymers (usually extracted from natural tissues) match all the properties required to mimic ECM and degrade much faster than synthetic biomaterials, even if sometimes they are difficult to process with bioprinting technologies.

Keratin is an interesting natural biomaterial that can be used for scaffold fabrication. It is a fibrous protein with a structure similar to collagen, and it is the main component of the epidermal corneal layer, nails and appendages such as hairs, horns, feathers, and wool. Keratin contains many molecules of the aminoacid cysteine that enables disulfide bridges formations. Disulfide bridges boost the hydrogen bonds action in maintaining a close cohesion of keratin chains, wrapping in a structure similar to a helix. These bonds, provide stiffness and strength to hair, nails and horns (Zhang et al., 2014).

During the extraction process, keratin is degraded, chemically or enzymatically, in units of smaller dimensions with the breaking of disulphide bridges (hydrolyzed keratin) thereby losing its characteristics of rigidity and insolubility in water. Only through enzymatic hydrolysis, it is possible to control and obtain subunits of desired molecular weight (Tsuda and Nomura, 2014 Staroszczyk and Sinkiewicz, 2017).

Keratin and its hydrolizates have tripeptides sequences Arg-Gly-Asp (RGD) and Leu-Asp-Val (LDV) that could bind with cell surface ligands acting as the ECM that facilitates cell-cell and cell-matrix interactions promoting cell adhesion and supporting cell proliferation (Wang et al., 2012 Burnett et al., 2013). Thanks to these properties, keratin and hydrolized keratin derived from by-products of animal industry, such as wool fibers, animal hair and feathers, have been processed alone or in combination with other biomaterials to form film, sponges and scaffolds for medical applications (Rouse and Van Dyke, 2010) such as wound healing, bone regeneration (Saravanan et al., 2013), drug delivery (Saul et al., 2011), haemostasis, and peripheral nerves repair (Wang et al., 2012).

The weak point of keratin-based materials is their poor mechanical properties (Yamauchi et al., 1996), resulting too fragile for practical use. This issue can be solved by the addition of natural or synthetic polymers such as chitosan, silk fibroin, gelatin, and polyethylene oxide (Prasong and Wasan, 2011 Balaji et al., 2012). Chitosan, in particular, is derived from chitin, that is the second most abundant natural polymer. Chitin-based materials are widely used in the biomedical field thanks to their properties of biocompatibility and biodegradability, but also to their cationic nature that enhances the interaction with growth factors, nucleic acids and cytokines. Main tissue engineering applications of chitin are related to the regeneration of bone, while they were not completely examined for skin and soft tissues (Yang, 2011).

Homogeneous films with smooth surfaces were obtained, from mixtures of keratin and gelatin, which showed a high miscibility between the two components (Rouse and Van Dyke, 2010 Prasong and Wasan, 2011). If provided with the right porosity (Zeltinger et al., 2001 Oɻrien et al., 2005), scaffolds made with gelatin and keratin could be able to mimic ECM microenvironment, characterized by high pore interconnectivity and a pore size which ranges from meso to nano scale. In recent years, electrospinning has emerged as an enabling tool for fabricating scaffold with these multiscale features (Soliman et al., 2010 Sreerekha et al., 2013).

In this work, we produced and characterized films made of hydrolyzed-keratin-based biomaterials in terms of their chemical and physical features (swelling, contact angle, mechanical properties, and surface charge density). These materials were processed using the electrospinning technique to develop a suitable substrates for in vitro tissue models, which were tested with different cell types. This method allows to produce a thin polymeric structure that presents an intrinsic micro and nano porosity similar to the one of the natural ECM. Dimensions of the fibers, porosity and topology of the structure can be modulated varying working parameters, e.g., the distance between the metal needle and the collector or the applied voltage, and the solution parameters, e.g., the polymer concentration (Subbiah et al., 2005 Carrabba et al., 2016).


Shrnutí sekce

Respirační systémy zvířat jsou navrženy tak, aby usnadňovaly výměnu plynů. U savců se vzduch ohřívá a zvlhčuje v nosní dutině. Vzduch pak cestuje dolů hltanem, průdušnicí a do plic. V plicích vzduch prochází rozvětvenými průduškami a dostává se do respiračních bronchiolů, kde je umístěno první místo výměny plynu. Respirační bronchioly ústí do alveolárních kanálků, alveolárních vaků a alveol. Protože v plicích je tolik alveol a alveolárních váčků, povrchová plocha pro výměnu plynu je velmi velká. Existuje několik ochranných mechanismů, které zabraňují poškození nebo infekci. Patří sem vlasy a hleny v nosní dutině, které zachycují prach, nečistoty a další částice, než mohou vstoupit do systému. V plicích jsou částice zachyceny ve vrstvě hlenu a transportovány přes řasinky až do jícnového otvoru v horní části průdušnice, aby byly spolknuty.

Figure Which of the following statements about the mammalian respiratory system is false?


Podívejte se na video: TOP 5 Zvířata, co umí mluvit (Listopad 2021).