2,504 matches
-
de pe helixurile și ansele moleculei. Această îngustare slăbește legăturile de hidrogen dintre moleculele de apă, permițându-le să interacționeze cu resturi de arginină încărcate pozitiv și astfel resping protonii ce ar putea trece prin porul de apă. 5.2. Permeabilitatea ionică și potențialul transmembranar Permeabilitatea redusă și controlabilă a plasmalemei pentru diverși ioni stă la baza diferențelor de compoziție ionică între mediul intracelular și cel extracelular, care explică existența în repaus a unui potențial electric trsansmembranar. Variațiile de potențial electric membranar
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
cu resturi de arginină încărcate pozitiv și astfel resping protonii ce ar putea trece prin porul de apă. 5.2. Permeabilitatea ionică și potențialul transmembranar Permeabilitatea redusă și controlabilă a plasmalemei pentru diverși ioni stă la baza diferențelor de compoziție ionică între mediul intracelular și cel extracelular, care explică existența în repaus a unui potențial electric trsansmembranar. Variațiile de potențial electric membranar au o importanță specială în semnalizarea la nivel celular. Plasmalema este esențial implicată în răspunsurile celulare la diverși stimuli
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
a unui potențial electric trsansmembranar. Variațiile de potențial electric membranar au o importanță specială în semnalizarea la nivel celular. Plasmalema este esențial implicată în răspunsurile celulare la diverși stimuli din mediu. Stimulii fizici determină la nivel plasmalemal modificări de conductanță ionică, cu variații consecutive ale potențialului electric transmembranar. In repaus membrana este “polarizată”; interiorul este negativ față de exterior. Dacă o depolarizare atinge nivelul prag pentru deschiderea unor anume populații de canale ionice voltaj-dependente se declanșează potențialul de acțiune, ce se propagă
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
Stimulii fizici determină la nivel plasmalemal modificări de conductanță ionică, cu variații consecutive ale potențialului electric transmembranar. In repaus membrana este “polarizată”; interiorul este negativ față de exterior. Dacă o depolarizare atinge nivelul prag pentru deschiderea unor anume populații de canale ionice voltaj-dependente se declanșează potențialul de acțiune, ce se propagă în toată membrana. Potențialul de acțiune, precum și alte modificări de potențial, sunt implicate în conducerea excitației electrice și în cuplarea acesteia cu alte modalități de răspuns celular. Modificările locale de potențial
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
trec prin membrană și se leagă de proteine receptor din citosol, complexul rezultat acționând ulterior la nivel nuclear asupra ratei de transcripție a anumitor gene. Majoritatea substanțelor bioactive acționează însă la nivel plasmalemal: asupra fluidității membranare, direct asupra unor canale ionice, dar mai ales prin legarea de proteine receptor mebranare. Rezultă un complex molecular format din substanța respectivă și receptorul său (complexul ligand-receptor), ce realizează mai departe transmiterea semnalului pe diverse căi (semnalizare intracelulară). Unii receptori au în structura lor sau
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
legarea de proteine receptor mebranare. Rezultă un complex molecular format din substanța respectivă și receptorul său (complexul ligand-receptor), ce realizează mai departe transmiterea semnalului pe diverse căi (semnalizare intracelulară). Unii receptori au în structura lor sau sub control direct canale ionice numite receptor-operate. Această categorie de canale include și pe cele controlate indirect, prin intermediul proteinelor G sau prin mesageri secunzi. 5.3. Clasificarea formelor de transport transmembranar Transportul transmembranar se realizează ca macrotransfer (vezi cap. “Dinamica celulară a membranelor”) și microtransfer
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
este permanent controlată, astfel încât variază în limite foarte strânse (0,280 0,303 Osmolar) în jurul valorii de referință (0,297 Osmolar). Ca parte componentă a mecanismelor osmoreglatoare, în hipotalamus sunt prezenți neuroni ce funcționează ca osmoreceptori specializați. 5.6. Canale ionice membranare Așa cum am arătat mai sus (cap. 5.3.), canalele ionice sunt căi transmembranare preferențiale pentru substanțe hidrofile, de nivel intermediar între pori și transportori în ce privește rata de transfer și selectivitatea. Funcția de canal ionic este asigurată de ansambluri oligomerice
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
0,303 Osmolar) în jurul valorii de referință (0,297 Osmolar). Ca parte componentă a mecanismelor osmoreglatoare, în hipotalamus sunt prezenți neuroni ce funcționează ca osmoreceptori specializați. 5.6. Canale ionice membranare Așa cum am arătat mai sus (cap. 5.3.), canalele ionice sunt căi transmembranare preferențiale pentru substanțe hidrofile, de nivel intermediar între pori și transportori în ce privește rata de transfer și selectivitatea. Funcția de canal ionic este asigurată de ansambluri oligomerice de proteine transmembranare (intrinseci). Insistăm din nou asupra faptului că transportul
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
osmoreceptori specializați. 5.6. Canale ionice membranare Așa cum am arătat mai sus (cap. 5.3.), canalele ionice sunt căi transmembranare preferențiale pentru substanțe hidrofile, de nivel intermediar între pori și transportori în ce privește rata de transfer și selectivitatea. Funcția de canal ionic este asigurată de ansambluri oligomerice de proteine transmembranare (intrinseci). Insistăm din nou asupra faptului că transportul prin canale este strict pasiv, conform gradientelor electro chimice; doar unii transportori, care sunt sisteme complet diferite ca mecanism de funcționare față de canale, pot
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
canale, pot realiza fenomene de transport activ. Așadar, fluxul de particule prin canale este foarte rapid, comparativ cu cel asigurat de transportori, tocmai pentru că nu necesită un ciclu de modificări conformaționale pentru transferul unui ion sau al unei molecule. Canalele ionice pot fi foarte selective, specializate pentru o singură specie ionică, sau mai puțin selective (fiind oricum diferite după semnul sarcinii electrice a ionilor permeanți; caz în care sunt numite generic canale cationice sau anionice neselective). Canale ionice asemănătoare cu cele
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
particule prin canale este foarte rapid, comparativ cu cel asigurat de transportori, tocmai pentru că nu necesită un ciclu de modificări conformaționale pentru transferul unui ion sau al unei molecule. Canalele ionice pot fi foarte selective, specializate pentru o singură specie ionică, sau mai puțin selective (fiind oricum diferite după semnul sarcinii electrice a ionilor permeanți; caz în care sunt numite generic canale cationice sau anionice neselective). Canale ionice asemănătoare cu cele din plasmalemă se găsesc și în membranele intracelulare (reticulul endoplasmic
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
unei molecule. Canalele ionice pot fi foarte selective, specializate pentru o singură specie ionică, sau mai puțin selective (fiind oricum diferite după semnul sarcinii electrice a ionilor permeanți; caz în care sunt numite generic canale cationice sau anionice neselective). Canale ionice asemănătoare cu cele din plasmalemă se găsesc și în membranele intracelulare (reticulul endoplasmic, etc.). Faptul că numai anumiți ioni pot trece prin porul acestor ansambluri proteice se datorează prezenței filtrului de selectivitate. Pe de altă parte, canalele ionice prezintă mecanisme
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
neselective). Canale ionice asemănătoare cu cele din plasmalemă se găsesc și în membranele intracelulare (reticulul endoplasmic, etc.). Faptul că numai anumiți ioni pot trece prin porul acestor ansambluri proteice se datorează prezenței filtrului de selectivitate. Pe de altă parte, canalele ionice prezintă mecanisme de control al fluxului de particule; se spune că sunt „dependente” sau „operate” de anumiți factori: potențialul electric transmembranar (voltaj dependente), complexe ligand receptor (receptor-operate, activate de liganzi), etc. De fapt orice canal ionic prezintă fluctuații conformaționale spontane
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
de altă parte, canalele ionice prezintă mecanisme de control al fluxului de particule; se spune că sunt „dependente” sau „operate” de anumiți factori: potențialul electric transmembranar (voltaj dependente), complexe ligand receptor (receptor-operate, activate de liganzi), etc. De fapt orice canal ionic prezintă fluctuații conformaționale spontane sau induse, extrem de rapide, între starea “închis” (inactiv) și starea “deschis” (activ), uneori fiind descrise și alte stări particulare. Diverșii factori “operatori” influențează anumiți parametri legați de aceste transformări de stare, cum ar fi probabilitatea de
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
și starea “deschis” (activ), uneori fiind descrise și alte stări particulare. Diverșii factori “operatori” influențează anumiți parametri legați de aceste transformări de stare, cum ar fi probabilitatea de producere a transformării sau durata de menținere a stării activate. Clasificarea canalelor ionice este un subiect important, însă extrem de dificil. Datorită faptului că în acest domeniu volumul de informații este foarte mare și în continuă creștere rapidă, există variate clasificări. In acest sens, cu sprijinul celor mai importanți cercetători, forul modial în domeniul
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
continuă creștere rapidă, există variate clasificări. In acest sens, cu sprijinul celor mai importanți cercetători, forul modial în domeniul farmacologiei desfășoară o acțiune permanentă pentru uniformitate în nomenclatură și clasificare, ca și pentru sistematizarea informației disponibile privind receptorii și canalele ionice (http://www.iuphar-db.org). Patch-clamp Existența canalelor ionice membranare, ca bază moleculară a permeabilității selective și variabile a plasmalemei pentru ioni, a fost dovedită prin utilizarea unor tehnici avansate de electrofiziologie; metoda patch clamp, varianta de evaluare a curentului ionic
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
sens, cu sprijinul celor mai importanți cercetători, forul modial în domeniul farmacologiei desfășoară o acțiune permanentă pentru uniformitate în nomenclatură și clasificare, ca și pentru sistematizarea informației disponibile privind receptorii și canalele ionice (http://www.iuphar-db.org). Patch-clamp Existența canalelor ionice membranare, ca bază moleculară a permeabilității selective și variabile a plasmalemei pentru ioni, a fost dovedită prin utilizarea unor tehnici avansate de electrofiziologie; metoda patch clamp, varianta de evaluare a curentului ionic printr-un singur canal (singlechannel). Deși în prezent
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
ionice (http://www.iuphar-db.org). Patch-clamp Existența canalelor ionice membranare, ca bază moleculară a permeabilității selective și variabile a plasmalemei pentru ioni, a fost dovedită prin utilizarea unor tehnici avansate de electrofiziologie; metoda patch clamp, varianta de evaluare a curentului ionic printr-un singur canal (singlechannel). Deși în prezent există numeroase alte mijloace de studiu experimental al canalelor ionice, acestea sunt mai curând combinate cu metodele electrofiziologice de mai sus, decât folosite în locul acestora. La baza procedurilor patch-clamp stă tehnica potențialului
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
a plasmalemei pentru ioni, a fost dovedită prin utilizarea unor tehnici avansate de electrofiziologie; metoda patch clamp, varianta de evaluare a curentului ionic printr-un singur canal (singlechannel). Deși în prezent există numeroase alte mijloace de studiu experimental al canalelor ionice, acestea sunt mai curând combinate cu metodele electrofiziologice de mai sus, decât folosite în locul acestora. La baza procedurilor patch-clamp stă tehnica potențialului impus (voltage-clamp) <footenoteid="12">Tehnica clasică de voltage clamp folosește doi electrozi, unul pentru măsurare și unul pentru
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
compară (cu frecvență foarte mare) valoarea de potențial electric înregistrată cu o valoare prestabilită de către utilizator și compensează diferența măsurată, prin injecția de electroni în sistem. Practic se împiedică variația potențialului, comandând intensitatea acestui curent de electroni care compensează curentul ionic prin membrană, asfel că acesta din urmă nu determină modificarea de potențial pe care ar determina-o în absența “clampării”. Această tehnică, simplă și inventivă ca principiu, rezolvă problema măsurării curenților ionici, deoarece o simplă măsurare și înregistrare a curentului
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
intensitatea acestui curent de electroni care compensează curentul ionic prin membrană, asfel că acesta din urmă nu determină modificarea de potențial pe care ar determina-o în absența “clampării”. Această tehnică, simplă și inventivă ca principiu, rezolvă problema măsurării curenților ionici, deoarece o simplă măsurare și înregistrare a curentului electric compensator (folosit pentru impunerea potențialului) indică valoarea curentului ionic care a fost compensat. Elementul procedural esențial constă în plasarea vârfului electrodului de sticlă (~1μm diametru) pe suprafața membranei, urmată de sucțiune
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
modificarea de potențial pe care ar determina-o în absența “clampării”. Această tehnică, simplă și inventivă ca principiu, rezolvă problema măsurării curenților ionici, deoarece o simplă măsurare și înregistrare a curentului electric compensator (folosit pentru impunerea potențialului) indică valoarea curentului ionic care a fost compensat. Elementul procedural esențial constă în plasarea vârfului electrodului de sticlă (~1μm diametru) pe suprafața membranei, urmată de sucțiune ușoară până la “sigilare”, adică până ce rezistența electrică între interiorul micropipetei și exterior, la zona de contact cu membrana
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
1 GΩ (gigaseal), izolându-se practic circuitul de măsurare și clampare. Porțiunea de membrană studiată poate fi lăsată ca atare (cell-attached patch-clamp), variantă care permite măsurarea de curenți prin canalele prezente doar în acea porțiune (posibil printr-un singur canal ionic). Sau se poate continua sucțiunea până la ruperea porțiunii respective de membrană (whole-cell voltage-clamp; ruptured patch), fapt ce permite înregistrarea cu ușurință a diferiților curenți globali, cu amplitudine relativ mare, la nivelul membranei întregii celule<footenoteid="13">Soluția din pipetă are
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
se poate continua sucțiunea până la ruperea porțiunii respective de membrană (whole-cell voltage-clamp; ruptured patch), fapt ce permite înregistrarea cu ușurință a diferiților curenți globali, cu amplitudine relativ mare, la nivelul membranei întregii celule<footenoteid="13">Soluția din pipetă are compoziție ionică similară cu mediul intracelular, dar pipeta este mare față de celulă; după 10’ celula este “dializată” cu soluția din pipetă; se produce treptat scăderea concentrației pentru diverse substanțe, cu atât mai mult cu cât difuzează mai ușor. </footenote>. Fără sucțiune suplimentară
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
difuzia substanței. Rata de transport la nivelul unei celule a acestor sisteme de transportori depinde de constanta de afinitate a lor pentru substanța transportată și de densitatea acestora în membrana celulară. 5.6.1. Canale voltaj-dependente Ansamblul funcțional al canalelor ionice din membrana unei celule este responsabil de variațiile de potențial transmembranar și de apariția potențialului de acțiune. In mod aparent canalele voltaj dependente au două funcții principale: producerea potențialelor de acțiune în celulele excitabile (canalele voltaj-dependente de Na+ și K
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]