Kutikula

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání

Kutikula je nebuněčná vrstva pokrývající povrch těla živočichů, nebo rostlin, a poskytuje jim ochranu. Je vylučována buňkami na povrchu těla. pokožkou. Různé druhy kutikuly jsou nestejné. Liší se svým původem, strukturou, funkcí a chemickým složením. U rostlin je to ochranný, hydrofobní, voskovitý pokryv (kutin), u bezobratlých živočichů je kutikula tvořena bílkovinou, u členovců obsahuje chitin a může tvořit pevnou zevní kostru, zejména po inkrustaci, například uhličitanem vápenatým.[1] Slovo pochází z latinského "cuticula", zdrobněliny "cutis", což znamená "kůže". Význam slova "kutikula" je často nesprávně uváděn jako vrstva na povrchu organismu.[2][3]

Kutikula

Kutikula bezobratlých[editovat | editovat zdroj]

Její složení a členění je různé. V zoologii je kutikula mnohovrstevná struktura na vnější vrstvě epidermis u mnoha bezobratlých živočichů, především škrkavky a členovců, v nichž tvoří exoskeleton. Hlavním konstrukčním prvkem pokožky hlístice jsou bílkoviny, jenž jsou vysoce zesíleny kolageny a specializovanými nerozpustnými bílkovinami, spolu s glykoproteiny a lipidy. Pokožkové deriváty bezobratlých, jako drápky a sety mají také kutikulární charakter.

U členovců má kutikula tyto části: epikutikula, exokutikula a endokutikula. Tyto tři vrstvy nemají buněčnou strukturu, ale mají v sobě póry (velice drobné), které procházejí od endokutikuly až k povrchu a propojují tak epidermis s povrchem těla. Měkkýši mají pružnou a tenkou pokožku, která je holá, pokrytá řasinkami nebo krytá kutikulou. V takovém případě vybíhá kutikula v plášť a jeho buňky vylučují pevnou bílkovinno-vápenitou schránku.[4]

  • Epikutikula - svrchní tenká voskovitá vrstva, neobsahuje chitin.
  • Exokutikula (primární kutikula) - je silnější, sklerotizovaná a vrstevnatá, obsahuje chitin. Její velikost je menší v tělech měkkého hmyzu, zejména v larvárních stádiích.
  • Endokutikula (sekundární kutikula) -je nejsilnější vrstva, obsahuje chitin. Je vrstevnatá, je sestavena z mnoha vrstev vláknitého chitinu a bílkovin,.[5] zabraňuje vnikání i unikání vody z organismu.

Význam[editovat | editovat zdroj]

  • opora těla
  • ochrana vnitřních orgánů
  • pasivní pohybový aparát
  • tvorba tvaru a rozměrů těla

Chemické složení[editovat | editovat zdroj]

Hlavním konstrukčním prvkem kutikuly členovců je chitin (polysacharid), spolu s bílkovinami, tuky, bílkovinami, katecholaminy, což přispívá k jejich tuhosti. Kutikula můţe být ještě zpevněna sloučeninami vápníku (například u raka) a často bývá pokrytá takzvanými deriváty (ostny, štětinami, chlupy, šupinami nebo drápky). Jsou to útvary, které vznikly činností pokožkových buněk. Kromě toho je kutikula nositelem zbarvení živočicha. To vše přispívá například k maskování nebo naopak zastrašení predátorů.[4]

Svlékání kutikuly[editovat | editovat zdroj]

Hlavní článek: Svlékání

Kutikula je pevná vnější kostra a neumožňuje růst těla, proto je periodicky svlékána a nahrazována novou, větší. Svlékání značí v biologii zbavení se starého tělesného pokryvu (kůže, kutikuly), většinou za účelem umožnění dalšího růstu živočicha. U skupin živočichů, které ho prodělávájí, totiž jejich kůže neroste, takže v určitých intervalech se jí musí zbavit. Pod starou kůží již bývá připravena nová, větší. Svlékání probíhá u plazů a obojživelníků a dále u skupiny ecdysozoa, která zahrnuje například hmyz, korýše, pavoukovce nebo hlístice. Svlékání navíc umožňuje obnovu opotřebovaných kutikulárních derivátů, jako jsou různé chlupy, vzdušnice nebo jiné výrůstky. Svlečená kutikula se nazývá svlečka (exuvie).[6] Před svlékáním se stará kutikula odděluje a tvoří nová. To se připravuje nějakou dobu před vlastním aktem svlékání a znamená to přerušení vztahů staré kutikuly s tělem. Nakonec se uvolňuje styk svalů a kolem těla vzniká vlastně jakýsi prostor, exuviální komora, mezi novou a starou kutikulou. Tento prostor je naplněn exuviální tekutinou obsahující množství různých diastáz, které rozrušují starou kutikulu. Tuto tekutinu vylučují exuviální žlázy - zvláštní hypodermální buňky. Při svlékání je odvrhována exokutikula a epikutikula, a nevelké množství endokutikuly. Endokutikula má jiné chemické složení než dvě ostatní vrstvy. Mladá epikutikula po svlékání je propustná pro tekutiny. Podnět ke svlékání je hormonálního původu. Hormony se tvoří jen určitou dobu. V hmyzím mozku se nacházejí neurosekreční buňky, které produkují protoracikotropní hormon (PTTH), jenž je uvolňován do hemolymfy. PTTH stimuluje protorakální žlázy (jsou v prvním hrudním článku - prothoraxu) k produkci hormonů ekdysteroidů. Ekdysteroidy jsou skupinou hormonů syntetizovaných z cholesterolu a vyvolávájí svlékání. U dospělého hmyzu obvykle ke svlékání už nedochází (výjimkou jsou například želvušky) protože protorakální žlázy zanikají a svlékací hormony nejsou produkovány.[7] Pro svlékání živočichů ze skupiny Ecdysozoa se používá termín ekdyze (případně ekdyse nebo ecdysis).

Kutikula rostlin[editovat | editovat zdroj]

Kutikulu mají téměř všechny rostliny, chrání je zejména před slunečním zářením, nadměrným výparem a bariéra proti patogenům. Nachází se na povrchu nadzemních orgánů rostlin. Povrchová vrstva vosku, která pokrývá například pokožku listu Hosta sieboldiana působí hydrofobně a zároveň omezuje únik metabolitů z vnitřních pletiv a omezuje vstup znečišťujících látek z prostředí.

Hlavní složkou rostlinné kutikuly jsou degradovatelné biopolymery kutin, nedegradovatelný polymer kutan a asociované rozpustné kutikulární vosky. Jako kutin označujeme skupinu vysokomolekulárních sloučenin složených z polyhydroxymastných kyselin. I když je kutikula převážně lipofilní povahy, jsou zde přítomny i hydrofilní struktury. Kutin obsahuje hydroxylové a karboxylové skupiny a v kutikulární membráně nacházejí i polysacharidy jako pektin a celulóza, které mají vysokou hydratační kapacitu.

Voda díky kutikule nezvlhčuje pokožku a v kapkách stéká, odnáší prach a znečištění s ním. Tato samočistící vlastnost, je více známa u rodu lotos indický (Nelumbo nucifera). Některé rostliny, zejména ty, které jsou přizpůsobené k životu ve vlhkém nebo vodním prostředí, mají zvýšenou odolnost proti namočení. Tato úprava není pouze fyzikálním nebo chemickým účinkem voskového povlaku, záleží do značné míry na mikroskopickém tvaru povrchu.[8][9].

Sukulentní rostliny, jako například kaktusy, mají velmi silnou kutikulu, které jim pomáhají přežít v suchém klimatu. Rostliny, které rostou v dosahu mořského příboje mohou mít také silnější kutikulu, která je chrání před toxickými účinky soli.

Rostlinná kutikula představuje hlavní překážku pro agrochemikálie, které jsou aplikovány na povrch listu. Iontové sloučeniny (většina aplikovaných živin) využívají pro svůj prostup přes kutikulu polární póry, které jsou vyplněné vodou a procházejí kutikulární membránou. V kutikule je těchto hydrofilních pórů velké množství (1010/cm2), většinou o průměru do 1 nm. Předpokládá se, že v bezprostředním okolí svěracích buněk průduchů a trichomů je jejich hustota vyšší a liší se i průměrem a propustností. Zároveň bylo zjištěno, že velikost pórů se liší mezi jednotlivými rostlinnými druhy.[10]

Kutikula houby[editovat | editovat zdroj]

Na povrchu hyf hub je vylučována vrstva, v angličtině nazývaná "cuticle" (také "pileipellis") a je chápána ve stejném významu jako kutikula u rostlin nebo živočichů. Také svrchní vrstva plodnice je u některých hub nazývána stejně.[11] V češtině se tento výraz nepoužívá. Ve slovenštině se název používá u pečárkovitých (Agaricaceae).

Kutikula vlasu[editovat | editovat zdroj]

Lidský vlas se skládá ze dvou základních částí: vlasový stvol (scapus pili), jenž vyčnívá nad pokožku, a kořen vlasu (radix pili), který se nachází pod její úrovní. Vlasový stvol se skládá ze tří vrstev: kutikuly, kortexu a meduly.

Kutikula je svrchní vrstva chlupu složená z tenkých šupinek, sloužící jako vrstva zpevňující kortex a chránící vlastní chlup proti mechanickým poškozením. U jednotlivého chlupu se tvar šupin mění podél chlupu.[12]

Reference[editovat | editovat zdroj]

  1. Leccos - Kutikula
  2. slovník
  3. slovník cizích slov
  4. a b Biologická olympiáda 2011 [online]. Miroslav Osko - nois@audionet.sk, [cit. 2011-04-07]. Dostupné online. (česky) 
  5. Gullan, P. J.; P. S. Cranston(2005). The Insects: An Outline of Entomology, 3,Oxford:Blackwell Publishing, 22–24. ISBN 1-4051-1113-5. 
  6. KOVAŘÍK, František, a kol. Hmyz - chov a morfologie. Jihlava: Nakladatelství MADAGASKAR, 2000, str. 18-21
  7. VÁCHA, Martin; BIČÍK, Vítězslav; PETRÁSEK, Richard; ŠIMEK, Vladimír; FELLNEROVÁ, Ivana: Srovnávací fyziologie živočichů, Přírodovědecká fakulta MU Brno, Brno 2004, str. 116
  8. Onda T., Shibuichi S., Satoh N., Tsujii K.; "Super-Water-Repellent Fractal Surfaces"; Langmuir, 1996, 12 (9), pp 2125–2127, DOI: 10.1021/la950418o
  9. Von Baeyer, H. C., The lotus effect, The Sciences, 2000, January/February, 12
  10. Problematika výživy listy v roce 2010: [online]. [cit. 2011-06-29]. Dostupné online. (česky) 
  11. pileipellis, cuticle
  12. TOMÁŠEK, Ondřej. BAKALARSKA_PRACE [online]. [cit. 2011-04-09]. Dostupné online. (česky) 

V tomto článku byly použity překlady textů z článků Kutikula na slovenské Wikipedii a Kutikula na anglické Wikipedii.

Externí odkazy[editovat | editovat zdroj]