145 matches
-
unei bariere de permeabilitate în jurul citosolului. In mod necesar, aceasta prezintă permeabilitate selectivă, pentru a-și realiza funcțiile multiple: primirea nutrienților și eliminarea cataboliților, primirea și trimiterea informației sub formă de hormoni, factori de creștere și neurotransmițători Membrana celulară cuprinde plasmalema propriu zisă și glicoproteinele de pe fața sa externă (glicokalix, zonă de microvecinătate) și este strâns legată morfofuncțional cu structuri asociate submembranare (specializări ale citoscheletului și reticulului endoplasmic). Plasmalema este un bistrat fosfolipidic ce conține și alte lipide, precum și proteine intrinseci
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
sub formă de hormoni, factori de creștere și neurotransmițători Membrana celulară cuprinde plasmalema propriu zisă și glicoproteinele de pe fața sa externă (glicokalix, zonă de microvecinătate) și este strâns legată morfofuncțional cu structuri asociate submembranare (specializări ale citoscheletului și reticulului endoplasmic). Plasmalema este un bistrat fosfolipidic ce conține și alte lipide, precum și proteine intrinseci (integrale, ce străbat ambele straturi) sau extrinseci (periferice, aparținând unui singur strat). Plasmalema delimitează celula, asigurând schimburi controlate de substanță și informație cu mediul extracelular. Ea prezintă structuri
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
și este strâns legată morfofuncțional cu structuri asociate submembranare (specializări ale citoscheletului și reticulului endoplasmic). Plasmalema este un bistrat fosfolipidic ce conține și alte lipide, precum și proteine intrinseci (integrale, ce străbat ambele straturi) sau extrinseci (periferice, aparținând unui singur strat). Plasmalema delimitează celula, asigurând schimburi controlate de substanță și informație cu mediul extracelular. Ea prezintă structuri specializate pentru diverse aspecte funcționale: transferul substanțelor hidrofile (pori, canale, transportori), recunoașterea semnalelor biochimice (receptori), legătura cu celulele învecinate (joncțiuni strânse și comunicante), mișcarea celulei
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
structuri specializate pentru diverse aspecte funcționale: transferul substanțelor hidrofile (pori, canale, transportori), recunoașterea semnalelor biochimice (receptori), legătura cu celulele învecinate (joncțiuni strânse și comunicante), mișcarea celulei sau a lichidului extracelular (cili și flageli). Joncțiunile celulare sunt alcătuite din alipiri ale plasmalemei celulelor învecinate, simple în cazul joncțiunilor strânse (aderente), străbătute de filamente ancorate submembranar în cazul desmozomilor și de canale în cazul joncțiunilor comunicante. Aceste canale sunt permeabile pentru ioni și molecule mici (de exemplu ATP), sunt formate din două seturi
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
de bistrat fosfolipidic, care însă nu explica traficul transmembranar, în 1973 Lenard, Singer și Nicholson au folosit microscopia electronică pe replici obținute prin criodecapaj (freeze-itching) pentru a pune în evidență dispunerea proteinelor în bistratul lipidic. Astfel a fost introdus pentru plasmalemă modelul mozaicului fluid, păstrat cu modificări până astăzi. Lipidele membranare sunt majoritar fosfolipide. Mai precis esteri fosaforici ai trigliceridelor, adică fosfogliceride (glicerofosfolipide). Ele sunt alcătuite din 3 părți: o coloană (backbone) alcătuită din glicerol, 2 acizi grași alifatici esterificate la
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
1. Caracteristici fizice ale bistratului lipidic Compoziția membranelor biologice variază foarte mult. Membranele situate la exteriorul celulei au cea mai mare proporție de colesterol, în vreme ce membranele ce fac parte din organitele celulare au o cantitate redusă de colesterol. Ca urmare, plasmalema are o rigiditate mai mare decât membranele intracelulare. De asemenea, structura membranelor trebuie să conțină lipide nesaturate, întrucât acizii grași cu catenă alifatică peste 16 atomi de carbon sunt solizi la temperaturile corpului,. Aceste caractere duc la fenomenul de fluiditate
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
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 au o importanță specială în semnalizarea la nivel celular
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
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 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
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
compartimente. Difuziunea prin membrană a unei substanțe fără participarea specială a unei structuri moleculare din compziția membranei se numește difuziune simplă, în opoziție cu difuziunea facilitată de un sistem special de transport transmembranar. Având în vedere compoziția predominant lipidică a plasmalemei, substanțele liposolubile o străbat prin difuziune simplă. Sunt liposolubile (lipofile, hidrofobe) în general substanțele ale căror molecule sunt electroneutre și non polare. Pe măsură ce o moleculă prezintă o polarizare electrică mai accentuată substanța respectivă devine mai solubilă în solvenți polari, inclusiv
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
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 de control al fluxului de
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
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 există numeroase alte mijloace de studiu experimental al canalelor ionice, acestea
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
Binding Cassette) care transportă molecule mici, dar conform aceleiași dinamici. Pompe din clasa P se găsesc în: membranele bacteriilor și fungilor (pompa H+), membranele celulare ale eucariotelor superioare (pompa Na+/K+), membrana apicală a celulelor mucoasei gastrice (pompa K+/H+), plasmalema și membrana reticulară a celulelor eucariote (pompele de Ca2+ ). Toate aceste pompe ionice prezintă două unități catalitice identice, ce conțin câte un situs de legare pentru ATP, dintre care cel puțin una este fosforilată de către o moleculă de ATP (de unde
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
unități catalitice identice, ce conțin câte un situs de legare pentru ATP, dintre care cel puțin una este fosforilată de către o moleculă de ATP (de unde numele de clasa P). Pompa de calciu este prezentă sub două forme majore, una în plasmalemă (Plasma Membrane Calcium ATP-ase; PMCA) și cealaltă membrana reticulului endoplasmic (Sarcoplasmic / Endoplasmic Reticulum Calcium ATP-ase; SERCA), dar și în alte membrane. Pompa H/K din celulele mucoasei gastrice pompează H+ în afara celulei și introduce K+ în celula oxintică gastrică. Pompa
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
perturbării proceselor de transport activ, efectele echilibrului Donnan și deci, efectele osmotice consecutive determină turgescența celulei însoțită de perturbări funcționale și, în ultimă instanță, moartea celulei prin degradarea membranei celulare. 5.8.2. Potențialul membranar de repaus Permeabilitatea selectivă a plasmalemei determină distribuția asimetrică a ionilor de o parte și de alta a acesteia. In condițiile existenței unnor ioni nedifuzibili într-unul din cele două compartimente separate de membrana permeabilă selectiv, pentru orice ion difuzibil se definește potențialul de echilibru conform
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
acest ion. Potențialul membranar de repaus variază de la o celulă la alta, în funcție de permeabilitatea membranei. Dat fiind mecanismul fizic al potențialului de repaus, acesta se modifică după variațiile concentrațiilor ionice în cele două compartimente. Ca urmare a diferenței de potențial, plasmalema este încărcată electric în repaus, negativ pe fața internă și pozitiv pe cea externă. Pentru menținerea potențialului de repaus este necesară pomparea permanentă a ionilor, pentru a asigura menținerea gradientelor de concentrație, deoarece permeabilitatea ionică a membranei pentru ionii respectivi
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
adică are un efect hiperpolarizant față de valoarea calculată teoretic pentru potențialul de repaus (~4 mV). Activitatea pompei fiind dependentă de concentrația Na intracelular, pompa va participa la fenomenul de repolarizare din cadrul potențialului de acțiune. ATP-aza Na+/K+ este prezentă în plasmalema celor mai multe celule animale, dar și în membrana unor celule vegetale. Ea se comportă ca o adevărată “pompă de Na+/K+” ce transportă Na+ în afara celulei și K+ în celulă realizând în repausul celular o concentrație foarte mare a Na+ în afara
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
avea nevoie de ~12 zile (128 h) pentru a face același lucru prin intermediul unei membrane lipidice. Acest lucru este valabil și pentru moleculele hidrosolubile, chiar de mici dimensiuni, cum ar fi ureea, pentru care permeabilitatea unei membrane lipidice similare cu plasmalema este de 100 ori mai mică decât pentru apă. Ca urmare adrenalina, acetilcolina, hormonii hidrosolubili cunoscuți, nu au nici o șansă de a trece prin membrană pentru a influența în vreun fel celula. Ca urmare, este nevoie de un mecanism de
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
Shc este o altă proteină utilizată ca și cuplor molecular. Grb2 conține două domenii SH3 ce funcționează ca un receptacul pentru domenii bogate în prolină ale proteinei schimbatoare de guanin-nucleotide SOS. Aceste interacțiuni proteice de înaltă afinitate aduc SOS la plasmalemă, unde favorizează transformarea GDP-ras în GTP-ras prin schimb GTP/GDP. Astfel GTP-ras inițiază o cascadă de fosforilări (raf-1, MEK, MAP), informația fiind direcționată și amplificată pentru a controla în final expresia genică și diviziunea celulară. Un exemplu de implicație funcțională
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
ryanodină (RyR). Inozitol-trifosfatul (IP3) eliberează Ca2+ acționând asupra unor receptori (InR) ce sunt de asemeni canale reticulare activate de calciul citosoli. Din punct de vedere al eliberării calciului reticulul prezintă un compartiment profund și unul superficial, intim corelat funcțional cu plasmalema; rezervele sensibile la IP3/ryanodină pot fi mai mult sau mai puțin suprapuse. Cunoștințele generale despre canalele reticulare de Ca2+ pot fi rezumate astfel: deschise de creșterea calciului citosolic; două tipuri (blocate de ryanodină într-o stare deschisă, respectiv activate
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
atât homocât și heterologi. InR sunt incluși atât în superfamilia canalelor voltaj dependente cât și în cea a canalelor operate de mesageri secunzi și sunt prezenți, înafară de reticulul neted și în cel rugos și membrana nucleară externă, precum și în plasmalema caveolară. Efectul potențator al ATP asupra eliberării de calciu mediate de IP3 este bine cunoscut; ATP nu deschide canalul InR, dar crește probabilitatea de deschidere, nu prin fosforilare, ci prin legare directă pe un situs activator, existând și unul inhibitor
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
5.11. Traficul celular al membranelor fosfolipidice Fosfolipidele membranare suferă un permanent proces de redistribuție în cadrul sistemului de membrane al celulei, deoarece permanent au loc procese de endocitoză și de exocitoză necesare pentru înoirea proteinelor membranare. Prin endocitoză porțiunile de plasmalemă ajung în final în membrana reticulară. In sens invers vezicule de origine reticulară transferă fosfolipide prin aparatul Golgi și exocitoză la plasmalemă. Aparatul Golgi Este parte a sistemului endomembranar; la acest nivel este locul modificării și sortării proteinelor. Este constituit
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
permanent au loc procese de endocitoză și de exocitoză necesare pentru înoirea proteinelor membranare. Prin endocitoză porțiunile de plasmalemă ajung în final în membrana reticulară. In sens invers vezicule de origine reticulară transferă fosfolipide prin aparatul Golgi și exocitoză la plasmalemă. Aparatul Golgi Este parte a sistemului endomembranar; la acest nivel este locul modificării și sortării proteinelor. Este constituit din discuri cu funcții și proprietăți membranare diferite; principala modalitate de mișcare între discuri este prin vezicule. Aparatul Golgi este alcătuit din
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
și SNARE ce permit recunoașterea și fuziunea cu membrana țintă. 5.11.1. Reticulul endoplasmic și sinteza proteinelor Sistemul endomembranar, format din reticul, aparatul Golgi, lizozomi, endozomi și vezicule de secretorii, este implicat în procesarea proteinelor destinate exocitozei, lizozomilor și plasmalemei, precum și a proteinelor ce pătrund în celulă, toate în cadrul unui trafic de membrane fosfolipidice sub formă veziculară, supus unui intens control. O dată ce o proteină din citosol a intrat în acest circuit, nu va mai reveni în citosol, ci va fi
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
o proteină din citosol a intrat în acest circuit, nu va mai reveni în citosol, ci va fi direcționată către un anume compartiment al sistemului de membrane. Rolul bazal al sistemului este de a asigura înlocuirea permanentă a proteinelor din plasmalemă și endomembrane, în condițiile asigurării unei corecte direcționări și al reglării adaptative a numărului de molecule din fiecare proteină plasate într-o zonă plasmalemală sau endomembranară (vezi fenomenele de control al densității receptorilor membranari, cap. 9). Din punct de vedere
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
polipeptidului prin aceasta în lumenul reticular. Proteinele în cauză pot fi de tip luminal (solubile, nemembranare), destinate secreției sau transferului spre lizozomi, sau pot fi translocate parțial în lumenul reticular, proteinele de tip membranar, destinate organitelor delimitate de membrană sau plasmalemei. Receptorul SRP de care este atașat ribozomul este și canal de translocare pentru peptidul sintetizat; după atașarea ribozomului SRP se detașează de complex și se reia translația. Proteinele de tip luminal sunt rezultatul separării proteolitice de secvența semnal de direcționare
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]