11,436 matches
-
un canal, sau o proteină funcțională de una structurală. Funcțiile proteinelor membranare sunt atât de numeroase și variate încât este aproape imposibil să fie sistematizate. O enumerare succintă va cuprinde următoarele funcții majore, în mare parte legate de medierea semnalizării celulare: pori pentru apă, canale ionice (receptor dependente, voltaj-dependente, sau operate în alte moduri), transportori (translocatori moleculari), receptori membranari (cuplați cu proteine G tirozin kinazici, pentru patogeni, etc.), molecule de adeziune celulară și antigene de suprafață, diverse enzime ancorate pe membrană
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
funcții majore, în mare parte legate de medierea semnalizării celulare: pori pentru apă, canale ionice (receptor dependente, voltaj-dependente, sau operate în alte moduri), transportori (translocatori moleculari), receptori membranari (cuplați cu proteine G tirozin kinazici, pentru patogeni, etc.), molecule de adeziune celulară și antigene de suprafață, diverse enzime ancorate pe membrană (sintaze de lipide, etc.), puncte de atașare pentru citoschelet, repere veziculare, receptori pentru exo/endocitoză și proteine de fuziune membranară. 5.1.4. Canalele pentru apă Reglarea răspunsurilor osmotice se face
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
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 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
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
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 depolarizare atinge nivelul prag pentru deschiderea
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
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 sunt deosebit de importante prin efectul de modulare a excitabilității electrice; potențialul se apropie sau se depărteză de valoarea prag pentru declanșarea potențialului de acțiune. Stimulii chimici sunt reprezentați de diverse substanțe din spațiul extracelular, cu acțiune
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
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. După sens, macrotransferul poate fi endocitoză și exocitoză. După cum vezicula de endocitoză conține sau nu material solid, aceasta se numește fagocitoză sau pinocitoză (macro sau micropinocitoză, după dimensiunile veziculei). Transcitoza este cuplarea endocitozei la un pol
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
facilitare constă în existența unei structuri în cadrul membranei care pentru un gradient permite o rată de difuziune mai mare decât cea prin difuziune simplă. Subliniem faptul că orice cale transmembranară hidrofilă reprezintă de fapt o facilitare a transportului prin membrana celulară pentru o substanță hidrofilă, dar termenul de difuziune facilitată se folosește restrictiv, numai pentru acele mecanisme de facilitare care au o capacitate limitată de transport. Ca urmare curba ratei de difuzie facilitată suferă un fenomen de saturare, similar cu procesele
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
care se găsesc are aceeași presiune osmotică cu cel intracelular, adică este izoton<footenoteid="10">In practica medicală se folosesc în anumite cazuri soluții hipotone sau hipertone.</footenote>. Dacă mediul este hipoton celula absoarbe apă prin osmoză și astfel volumul celular crește și presiunea osmotică intracelulară scade, iar dacă mediul este hipoton osmoza se realizează în sens opus, spre exteriorul celulei, având efecte inverse. Dacă mediul este izoton dar hiperosmotic, solviții permeanți difuzează în gradient chimic spre interiorul celulei, determinând hipertonie
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
pot asocia în vederea realizării unor adevărate punți hidrofile transmembranare facilitând 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
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
ionice (care transportă exclusiv ioni; clasele P, F și V), și o superfamilie numită ABC (ATP 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
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
de concentrație, în timp ce substanța de transportat este deplasată împotriva gradientului său de concentrație, adică din compartimentul cu concentrație scăzută în cel în care concentrația este ridicată. 5.8. Potențialul transmembranar și modificările sale Diferențele de concentrație ionică dintre mediul intra-celular și cel extracelular sunt determinate de existența unor anioni nedifuzibili în citosol și determină la rândul lor o diferență de potențial electric între interiorul și exteriorul celulei. 5.8.1. Echilibrul Donnan In funcție de posibilitățile de traversare a membranelor de către
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
celulei. 5.8.1. Echilibrul Donnan In funcție de posibilitățile de traversare a membranelor de către anumiți solviți sau solvenți se diferențiază gradul de permeanță al acestora. Astfel, așa numitele membrane ideale sunt permeabile pentru apă și impermeabile pentru substanțele solvite. Membrana celulară izolată este permeabilă pentru apă, electroliți, cristaloizi și este impermeabilă pentru macromolecule, ea comportându-se ca o “sită moleculară”. Ca urmare se stabilește așa-numitul “echilibru Donnan” (elaborat teoretic de către Gibbs și confirmat experimental de către Donnan). Asfel, în cazul în
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
este deprimat în mod natural sau artificial (răcire, intoxicație, etc.) datorită 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
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
definește potențialul de echilibru conform legii Nernst: E=±61log(c1/c2), c1 și c2 fiind concentrațiile ionului respectiv în cele două compartimente; relația se deduce pe baza principiului echilibrului dinamic aplicat energiilor potențiale electrică și de difuziune. Aplicată la nivel celular această relație ia forma ecuației Goldman-Hodgkin-Katz; potențialul membranar de repaus este determinat de distribuția și coeficienții de permeabilitate membranară pentru trei ioni majori: Na+, K+, Cl-, la care putem adăuga calciul și contribuția unor canale cationice neselective. Permeabilitatea pentru potasiu
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
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 celulei și a ionului de K+ în interiorul acesteia. Deși ascunde încă necunoscute, ATP-aza Na+/K+ este cea mai bine caracterizată dintre pompele ionice. ATP-aza Na+/K+ este alcătuită din două subunități mari (alfa
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
în declanșarea potențialului de acțiune au o dependență de voltaj a probabilității de deschidere relativ abruptă, ceea ce imprimă caracteristica de fenomen cu prag a acestui fenomen și a celor subsecvente (legea “tot sau nimic”). Propagarea potențialului de acțiune în membrana celulară se realizează prin autoregenerare, pe baza difuziunii sarcinilor pe cele două fețe ale membranei. Cu alte cuvinte dacă propagarea locală, decremențială, prin curenți ionici, determină o depolarizare suficientă pentru deschiderea canalelor voltaj-dependente din apropiere. Ca urmare viteza de propagare depinde
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
de mediatori chimici, ca în cazul transmiterii sinaptice sau al unor efecte hormonale sau paracrine, sau de agenți fizici ca în cazul celulelor receptoare specializate (potențiale de receptor) sau al canalelor ionice activate de deformare mecanică, prezente în numeroase tipuri celulare. Potențialul de acțiune de tip neuronal In fibra musculară scheletică și în fibrele nervoase cu diametru mare potențialul de acțiune are caractere și mecanisme prototip. Depolarizarea este abruptă, cu durată de ~0,2 ms, cu depășirea izopotențialului (overshoot) și urmată
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
o varietate de stimuli din mediul intern. Mai mult, coordonarea activității celulelor în organism este posibilă numai în condițiile în care acestea pot primi și transmite mesaje; comunicarea intercelulară este esențială. Există o multitudine de programe genetice în interiorul fiecărui genom celular, ce codifică sisteme de semnalizare extraordinar de eficiente, care pot reacționa la foarte multe tipuri de stimuli. Comunicarea intercelulară se poate realiza între celule învecinate prin contact direct între membranele acestora și chiar între citoplasmele lor, prin intermediul joncțiunilor comunicante (gap
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
celule învecinate prin contact direct între membranele acestora și chiar între citoplasmele lor, prin intermediul joncțiunilor comunicante (gap junctions; vezi cap. 5.10). Schimbul de informație între celule mai apropiate sau mai îndepărtate se face însă prin intermediul unor molecule semnal. Răspunsul celular poate să fie reprezentat de modificarea caracterelor (amplitudine, frecvență, etc.) unui fenomen celular care se desfășoară și în absența semnalului extracelular sau de inițierea unor procese funcționale programate, care sunt în stare de latență în absența stimulului. In general răspunsul
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
prin intermediul joncțiunilor comunicante (gap junctions; vezi cap. 5.10). Schimbul de informație între celule mai apropiate sau mai îndepărtate se face însă prin intermediul unor molecule semnal. Răspunsul celular poate să fie reprezentat de modificarea caracterelor (amplitudine, frecvență, etc.) unui fenomen celular care se desfășoară și în absența semnalului extracelular sau de inițierea unor procese funcționale programate, care sunt în stare de latență în absența stimulului. In general răspunsul celular este prezent cât timp cât acționează stimulul. Sunt însă numeroase situații în
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
poate să fie reprezentat de modificarea caracterelor (amplitudine, frecvență, etc.) unui fenomen celular care se desfășoară și în absența semnalului extracelular sau de inițierea unor procese funcționale programate, care sunt în stare de latență în absența stimulului. In general răspunsul celular este prezent cât timp cât acționează stimulul. Sunt însă numeroase situații în care răspunsul se menține în diverse forme după încetarea acțiunii (postefect), reapare (rebound) sau devine mai amplu pentru același nivel de stimulare susținută sau repetată (sensibilizare). In alte
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
la stimulii repetitivi și/sau prelungiți, pentru a fi capabile de a răspunde și la alți stimuli, poate mai reduși cantitativ, care se găsesc în mediu și care pot semnaliza necesitatea unui răspuns, adică pentru menținerea capacității de discriminare. Membranele celulare, deși foarte subțiri (3-6 nm), sunt practic impermeabile pentru ioni și molecule polare. Deși ionii de K+ ating echilibrul difuzional pe aceeași distanță de apă în cca. 5 ms, ar avea nevoie de ~12 zile (128 h) pentru a face
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
ce înseamnă „a ajuta să traversezi un râu”, a „duce pe partea cealaltă”, concept de unde a provenit și celălalt cuvânt modern, „traducere”, în sensul de a purta un text dintr-o limbă în altă limbă. Ca atare, sistemele de transducție celulară preiau semnalele de pe partea externă a membranei și le transformă în informații interpretabile pentru sistemele de răspuns ale celulei. Pentru a percepe semnalele extracelulare celulele folosesc receptori, adică molecule membranare care vin în contact cu exteriorul celulei și care interacționează
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
un sistem de transducție aparte (http://www.iuphar-db.org). Adăugându-se la acest număr și nenumăratele variante și izoforme de receptori și proteine implicate în lanțurile de transducție, numărul de sisteme receptoare poate urca la câteva mii. Comunicarea în sistemele celulare are câțiva pași comuni: • sinteza de molecule-semnal, • eliberarea de molecule-semnal, • transportul semnalului către celula receptoare, • cuplarea moleculei-semnal pe sistemul de recunoaștere celulară, • inițierea uneia sau mai multor căi de semnalizare intracelulară, • modificările specifice ale funcției celulare, • îndepărtarea semnalului, ce de
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]
-
proteine implicate în lanțurile de transducție, numărul de sisteme receptoare poate urca la câteva mii. Comunicarea în sistemele celulare are câțiva pași comuni: • sinteza de molecule-semnal, • eliberarea de molecule-semnal, • transportul semnalului către celula receptoare, • cuplarea moleculei-semnal pe sistemul de recunoaștere celulară, • inițierea uneia sau mai multor căi de semnalizare intracelulară, • modificările specifice ale funcției celulare, • îndepărtarea semnalului, ce de obicei întrerupe și răspunsul celular. Substanțele bioactive endogene cu rol de semnalizare intercelulară sunt denumite generic mesageri primari. Fiecare dintre sistemele de
FIZIOLOGIE UMANA CELULA SI MEDIUL INTERN by Dragomir Nicolae Serban Ionela Lăcrămioara Serban Walther Bild () [Corola-publishinghouse/Science/1307_a_2105]