185989406 cursuri fiziologie anul 1 semestru 1 galati

5/21/2018 185989406 Cursuri Fiziologie Anul 1 Semestru 1 Galati

1/94

CURS I ORGANIZAREA ANATOMO-MOLECULARA A MATERIEI VII

COMPOZITIA CHIMICA A MATERIEI VII

Celula este unitatea de baza morfofunctionala si genetica a organizarii materiei vii.In alcatuirea celulei se disting structuri subcelulare ( organite) care sunt alcatuite dinmacromolecule organiceiar acestea, la randul lor, sunt formate din elemente cimice ,aceleasi elemente chimice pe care le intalnim si in materia lipsita de viata din mediulinconjurator.In organismul uman se intalnesc doua tipuri de elemente chimice :- macroelementele, in cantitati relativ mari- microelementele( oligoelementele ), in cant. reduseMacroelementele !carbonul, oxigenul, hidrogenul, azotul, sulful, fosforul, calciul,clorul, sodiul, potasiul, magneziul.Oligoelementele !fierul, cuprul, manganul,iodul, fluorul,zincul, cobaltul etc.

- macroelemente C!"#$I - oligoelemente %&'%&ICI - saruri minerale

- apaC!"I*I%!%*+'I+I II

- glucide,lipide,proteine

$#$*%&*+ - vitamine '%&IC+ - enzime- hormoni

Rolul "i#iologic al macroelementelor

$% CAR&ONUL

- un organism de / 0g contine 12 3 14 5g de carbon- se gaseste fie in combinatii organice ( cu : hidrogenul, oxigenul sau cu : hidrogenul,oxigenul si azotul ) fie in combinatii anorganice ( C2 )

- C2 este principalul catabolit, are posibilitatea de hidratare rapida rezultand acidulcarbonic care contribuie la modificarea ph-ului ( organismul are o serie de substantetampon apte pentru a neutraliza excesul de aciditate ).- ca element tetravalent, carbonul participa la formarea scheletului aciclic sau cicliccaracteristic substantelor organice- legaturile formate inmagazineaza mari cantitati de energie care sunt eliberate si utilizatein diversele activitati ale organismului in procesele de respiratie celulara.


2/94

'% O(IGENUL

- exista 44 5g de 2 intr-un organism de /5g- oxigenul se gaseste in aerul atmosferic in proportie de 21 6- este preluat din aer de catre organism, transportat pe cale sangina si utilizat imediat la

nivelul tesuturilor.- organismul nu are rezerve de oxigen ( se gaseste in hemoglobina, dar, in lipsa uneisurse, 2 se epuizeaza in 2-7 min )- energia necesara mentinerii proceselor vitale isi are originea in procesele oxidariicelulare. xigenul este principalul acceptor al protonilor formand apa metabolica.- absenta oxigenului atmosferic este incompatibila cu viata.- pe de alta parte, cand oxigenul se gaseste in exces, se creaza o serie de produsi toxici 8radicalii liberi produsi de o reducere incompleta a oxigenului.

)% HI*ROGENUL

- continutul in hidrogen este de 5g pentru un organism cu greutatea de / 5g.- acesta este asigurat printr-un aport continuu de apa si substante organice reduse- se produce in urma hidratarii C2 si a disocierii 92C- prin intermediul hidrogenului se realizeaza transferul de electroni si formarea puntilorde hidrogen caracteristice substantelor organice- are rol in mentinerea echilibrului acido-bazic- este implicat in sinteza 9Cl- transporturile membranare se fac datorita schimburilor ionice

+% AZOTUL- reprezinta 14 6 din greutatea organismului si se gaseste intr-o proportie de ; 6 inaerul atmosferic- este introdus in organism sub forma combinatiilor azotate organice- azotul atmosferic este transformat in compusi azotati de catre o serie de bacterii ce segasesc in sol. $e formeaza acizi aminati care dupa metabolizarea de catre organismulanimal sunt eliminati. "rodusii de metabolism sunt : ureea, acidul uric si amoniacul.- participa la realizarea proteinelor si are rol structural- participa de asemenea la formarea unor componente glucidice ( hexozamina ) si a unorbaze azotate ( purine, pirimidine ) indispensabile structurii si functiei acizilor nucleici.


3/94

,% SULUL

- reprezinta /,


4/94

- este constituient al sistemului tampon ( face parte din sistemul tampon al fosfatilor ).%cesta mentine echilibrul metabolic in organism in sensul ca impiedica acumularea inexces de baze sau de acizi

0% SO*IUL

- cantitatea de sodiu din organism este de 77 g la / 5g- concentratiile sodiului :

- in sange : 17 3 14/ m+> = l- in celula : 1/ 3 m+> = l

- aceasta repartitie inegala, mentinuta prin permeabilitatea selectiva a membranei si prinmecanismele de transport activ, contribuie la aparitia potentialului de repaustransmembranar- sodiul contribuie la mentinerea echilibrului hidro-electrolitic si acido-bazic- necesarul de sodiu zilnic variaza intre 3 7 g. cantitate mai mare sau mai mica atragetulburari ale echilibrului osmotic

- aportul de sodiu se face prin sarea de bucatarie. +ste necesara o cantitate de 7 3 < g = zi- retentia de sodiu determina aparitia senzatiei de sete si a edemelor, in timp ce pierdereaexagerata de sodiu determina astenie musculara, crampe, cefalee si varsaturi.- sursele principale de sodiu din alimentatie sunt : sarea de bucatarie, carnea, painea,laptele- o serie de alimente aduc o contributie redusa de aport de sodiu : dulciuri, orez, fainoase- rolurile sodiului in organism sunt numeroase :1. influentarea presiunii osmotice2. influentarea miscarii apei in compartimentele din organism. modificarea osmolaritatii plasmei ( unul din factorii ce determina senzatia de sete )4. implicatii patologice: hipertensiunea arteriala

( 9*% )7. implicat in echilibrul acido-bazic intrand in constitutia bicarbonatilor = l

- in sange : 4,7 m+> = l- necesarul zilnic de g asigura mentinerea unei cantitati totale de 1?/ g de potasiu inorganism- rolurile potasiului :- participa la mentinerea potentialului de repaus- asigura excitabilitatea celulara- repolarizarea din timpul potentialului de actiune- intervine in contractia musculara


5/94

- contribuie la valoarea presiunii osmotice

ureea glicemiasm 8 2 ( &a ) @ 0 @ -------- @ -------------

2,? 1?

- intervine cu rol reglator si in sinteza de proteine, glicogen etc.

$2% CLORUL

- la un organism de / 5g gasim 127 g de clor, cantitate asigurata printr-un aportalimentar zilnic de 3 7 g.- concentratia ionilor de clor

8 in plasma : 1/ m+> = l8 citoplasmatica : 4 m+> = l

- participa la mentinerea potentialului de repaus al membranei si al echilibruluihidroosmotic- la nivelul tesutului cardiac cresterea influxului de clor contribuie la evolutiapotentialului de actiune

$$% MAGNEZIUL

- in organism, cantitatea normala de magneziu este de 7 g- concentratia 8 in celula : 27 m+> = l

8 in spatiul extracelular : 1,7 m+> = l

- rolurile magneziului :- intervine in activarea enzimelor- intervine in excitabilitatea celulara- intervine in cele trei metabolisme : protidic, glucidic si lipidic- contribuie la mentinerea potasiului in celu- intervine in metabolismul fosfo-calcic ( actioneaza asemanator cu vitamina A )

Ionul de magneziu este factor :- antistres

- antialergic - antitoxic

- antianafilactic - antiiflamator - radioprotector - stimulator al fagocitozei si productiei de anticorpi.


6/94

Rolul "i#iologic al oligoelementelor

ligoelementele reprezinta mai putin de /,1 6 din greutatea organismului si cu toateacestea ele joaca un rol esential in desfasurarea unor procese vitale. "rezenta lorconditioneaza functionarea majoritatii sistemelor enzimatice iar lipsa acestor factori

determina tulburari grave cu consecinte uneori fatale pentru organism.

$% IERUL

- in organismul uman exista 7 g de fier- este constituient al hemoglobinei si are un rol foarte important deoarece functia detransportator a oxigenului de catre hemoglobina se datoreaza prezentei fierului in formaferoasa, singura capabila sa fixeze labil oxigenul- etapele absorbtiei

1. in lumen, fierul este pregatit pentru absorbtie ( transformat in forma feroasa Be2@)

2. in celula intestinala, fierul este mentinut sub forma de depozit prin combinarea cuproteina apoferitina. in circulatie este transportat sub forma de transferina

- absenta fierului determina tulburari in special asupra formarii elementelor seriei rosii- este implicat in eliberarea energiei in lantul respirator ( citocromi )- surse de fier in alimentatie : spanac, sfecla rosie, ficat, ou, peste

'% IO*UL

- se gaseste in plasma in concentratie de 4 3 1/ g = 1//ml

- rolul sau cel mai important consta in participarea la sinteza hormonilor tiroidieni- in lipsa iodului apare gusa prin acumulare de hormoni tiroidieni- surse de iod : apa de mare, apa dulce, solul, nucile

)% LUORUL

- element necesar fiziologiei dintilor si a oaselor, depozitat in dentina si in os, estecunoscut mai ales datorita rolului sau in preventia cariei dentare- florul este introdus in organism prin apa potabila si prin alimente- in sange se gaseste in concentratie de 1// 3 2// g = dl

- in absenta fluorului, se produce osteoporoza iar smaltul dentar devine rugos, fara luciusi patat cu pete maronii- prezenta in exces determina scaderea apetitului si calcificari la nivelul oaselor bazinuluisau membrelor


7/94

+% ZINCUL

- concentratia plasmatica a zincului este de /,7 3 1 mg = dl asigurata printr-un aportalimentar zilnic de 1/ 3 17 mg

- in organismul uman exista o bogatie de zinc mai ales la nivelul tegumentelor dar si inochi ( coroida, iris ), muschi, sperma- zincul patrunde in organism unde este absorbit mai putin la nivel gastric si mai mult lanivel intestinal ( duoden si portiunea initiala a intestinului gros )- absorbtia maxima se face in prima ora dupa masa

'olurile zincului :

- are actiune enzimatica activand multe enzime ( monoaminooxidaze 3 !%, anhidrazacarbonica, alcool dehidrogenaza)

-rol in fenomenele reparatorii ale plagilor si arsurilor

-rol in reproducere, alaptare- rol endocrin, intra in constitutia insulinei- intervine in sinteza proteica- rol in cresterea organismului- implicat in raspunsul organismului la stres

,% CUPRUL

- concentratia cuprului in sange este de ;2 3 12 g = dl

- forma circulanta este ceruloplasmina- faciliteaza absorbtia si utilizarea fierului participand si la procesele de transport siutilizare energoeliberatoare a oxigenului-este un compus antiperoxidant care protejeaza organismul de actiunea peroxiziloreliberati de fagocite


8/94

/% MANGANUL

-prezent in concentratie de 4 g = dl in sange- favorizeaza utilizarea vitaminei 12- in cantitate crescuta provoaca leziuni neuronale cu tulburari motorii de tip

extrapiramidal si nevrite periferice

Rolul "i#iologic al 3u43tantelor organice

$% PROTEINELE

- sunt considerate principalii constituienti ai materiei vii si sunt formate din aminoacizicuplati In secvente diferite si cu grade diferite de complexitate- au rol structural important pentru ca intra in constitutia membranelor si a aproapetuturor structurilor organice. Intra in componenta umorilor ( cu exceptia bilei si urinei )- au rol energetic ( 1g proteine 8 4,1 5cal )

- participa la constituirea unor sisteme tampon intervenind in mentinerea echilibruluiacido-bazic- au un rol deosebit de important in procesele de crestere si dezvoltare. !etabolismulproteic este cel mai intens in viata intrauterina. +xista o proteina ( E1globulina ) care inviata intrauterina este prezenta in procent de 1/ 6 iar dupa nastere prezenta ei aresemnificatia unui un proces neoplazic.

Structura 5roteinelor

- proteinele au specificitate de specie, de individ, de organism data de structura primara si

de organizarea secventiala- structura primara este foarte stabila, se realizeaza prin legaturi covalente. 'upturalanturilor polipeptidice se realizeaza pe cale enzimatica- structura secundara se realizeaza prin legaturi electrostatice care se stabilesc in diferiteportiuni ale lantului polipeptidic. $unt mai putin stabile decat cele primare. $unt tottimpul desfacute si refacute- structura tertiara - aranjarea spatiala- structura cuaternara - legaturi de tipul puntilor de hidrogen, puntilor ionice, legaturi cusulf etc.

Pro5rietatile "i#ico-cimice ale 5roteinelor

1 - au capacitate mare de hidratare care se datoreaza structurii lor ( grupari polare ) siproprietatii apei de a actiona ca dipol. "resiunea coloidosmotica a compartimentuluilichidian in care se afla proteinele reprezinta un important factor de directionare a apeiintre diversele compartimente ale mediului intern2 - caracterul amfoter , datorat prezentei simultane a gruparilor aminice si carboxilice leface sa se comporte ca acizi in medii alcaline si ca baze in medii acide. %cest fapt explicaparticiparea proteinelor ca sisteme tampon in echilibrul acido-bazic


9/94

3 solubilitate diferita : albuminele sunt hidrosolubile si au rol in transportul altorsubstante si in mentinerea presiunii osmotice. lobulinele sunt solubile doar in solutiialcaline. "roteinele fibrilare sunt insolubile4 3 greutatea moleculara mare care le impiedica sa traverseze pasiv membranele celularesi joaca rol deosebit in schimburile hidro-electrolitice dintre diversele compartimente ale

organismului.

Proteinele 5la3matice

$unt un grup de substanFe ce diferG atat structural cHt i funcFional, avHnd o concentraFiede


10/94

- cromoproteine( hemoglobina, citocromii )- nucleoproteine( implicate in transportul caracterelor ereditare )

"roteinele strabat sau nu membranele celulare. %cest lucru are o importanta deosebita informarea potentialului membranar de repaus.

"roteinele din celula nu pot strabate membrana spre exterior. 'epartitia se face inegal deo parte si de alta a membranei.

'% GLUCI*ELE

- sunt metabolizate fara acumulare de produsi intermediari si sunt folosite ca materieenergetica pentru organism- 1 g glucide 8 4,1 5cal- sunt aduse prin alimentatie sub diferite forme, ajung la nivelul tubului digestiv undesunt transformate in compusi capabili sa intre in sange.- o data absorbite la nivelul tubului digestiv se indreapta spre ficat unde formeaza

glicogenul 8 sursa importanta de glucide a organismului.- la nivelul ficatului se depoziteaza atat glucidele alimentare cat si cele formate pringluconeogeneza- din glicogen, atunci cand organismul are nevoie, se elibereaza glucoza- majoritatea glucozei este oxidata in vederea obtinerii energiei necesare functiilor vitale.

O6i7area gluco#ei 3e 7e3"a3oara in 7oua eta5e 3ucce3i8e !

1. etapa anaeroba - in care se formeaza acidul piruvic sau acidul lactic ( produsul final alglicolizei anaerobe ). Aaca celula nu primeste oxigen acidul lactic se acumuleaza siprovoaca acidoza

2. etapa aeroba 3 care nu se poate desfasura in absenta oxigenului ( este formata dinciclul 0rebs al acizilor tricarboxilici). $e ajunge la transformarea finala a glucozei inC2 si 92, cu eliberarea unor mari cantitati de energie stocata in %*".$ediul glicolizei anaerobe este citoplasma celulei iar al celei anaerobe il constituiemitocondriile.

lucoza poate fi convertita intr-o serie de metaboliti cum ar fi : acizii grasi si glicerolul,aminoacizii si alte hidrocarbonate 3 pentoza, galactoza.

Cla3i"icarea gluci7elor

I . +1 . *rioze : aldehida glicerica, dihidroxiacetona2. "entoze : riboza, dezoxiriboza - glucoza. 9exoze : - galactoza

- fructoza4. Aerivati : acizi uronici


11/94

II . IA+1. ligozide : maltoza, lactoza, zaharoza2. "oliozide : amidon, celuloza, glicogen

)% LIPI*ELE

- sunt esteri ai polialcoolilor cu acizi grasi- reprezinta KcombustibilulL de rezerva repartizat in tesutul celular subcutanat in jurulunor organe- 1g lipide 8 ;,2 5cal- se mobilizeaza in starile de inanitie- sunt de doua feluri1. de constitutie 3 intra in structuri si nu variaza cu alimentatia2. de circulatie 3 dau valoarea lipemiei ( < 3 ? g M )

- au in primul rand rol energetic dar sunt implicate si in:-permeabilitatea membranara ( substanteliposolubile )

-protectia impotriva formarii de radicali liberi- formareaacizilor biliari si intra in constitutia unor hormoni sterolici

Cla3i"icarea li5i7elor !

- gliceride 8 triglicerideDipide simple - ceride 8 ceara

- steride 8 colesterolul

- fosfatide ( lecitine, cefaline, sfingomielina)Dipide complexe - glicolipide ( cerebrozide )

- lipoproteine


12/94

Cur3ul '%ORGANIZAREA STRUCTURALA SI UNCTIONALA A CELULEI

CELULA SI UNCTIILE SALECorpul omului contine aproximativ 1// trilioane de celule,fiecare din acestea

reprezentand o structura vie ce supravietuieste indefinit si se poate reproduce atunci candare conditii corespunzatoare.Celula are doua componente principale: nucleul si citoplasma .&ucleul prezintamembrana nucleara care il separa de citoplasma, iar aceasta este delimitata de mediul dinjur prin membrana celulara.In afara de aceste doua componente importante, celula mai contine diferite substante siacestea poarta numele de protoplasma."rotoplasma este formata din : apa, electroliti, proteine, lipide, glucide."rincipalele structuri ale celulei sunt : mitocondriile, aparatul olgi, reticululendoplasmic, lizozomii, centriolii, membrana nuleara si membrana celulara.

MEM&RANA CELULARA!embrana contine in principal lipide si proteine.!oleculele proteice penetreaza adesea intreaga membrana intrerupand bariera lipidica,astfel formand cai transmembranare sau canale prin care vor trece diferite substante.Dipidele vor forma o bariera in calea apei si altor substante ce s-ar misca intrecompartimentele celulei.

Li5i7ele mem4ranei celulare!embrana celulara are un strat bilipidic,de fapt un film lipidic subtire cu grosimea a douamolecule si dispus continuu la periferie. Intre aceste doua straturi se gasesc proteinele

globulare.Dipidele sunt reprezentate de colesterol si fosfolipide. parte din ele sunt solubile numaiin lipide, formand partea hidrofoba, iar altele sunt solubile in apa, fiind partea hidrofila."ortiunile hidrofile sunt pozitionate la exterior unde vin in contact cu apa inconjuratoare,iar cele hidrofobe se aliniaza in centru.%cest strat bilipidic este o adevarata bariera pentru substantele hidrosolubile ca ureea,glucoza, ionii, in schimb pot trece cele liposolubile ca dioxidul de carbon, oxigenul,alcoolul.$tratul bilipidic are un caracter lichid, astfel proteinele sau alte substante dizolvate potdifuza pe toata suprafata membranei.

Proteinele mem4ranei celulare!asele globulare din stratul bilipidic reprezinta proteinele membranare formate in specialdin glicoproteine.+le se impart in doua categorii si anume : proteine integrale si proteine periferice.


13/94

Proteinele integralevor forma canale ( pori ) prin care trec substantehidrosolubile.%ceste canale sunt selective, realizand o difuziune diferentiata pentru unelesubstante.Proteinele 5eri"ericesunt atasate de fetele interne ale membranei fara a o traversa. +lesunt atasate de cate una dintre proteinele integrale. %u rol de enzime ce catalizeaza reactii

chimice foarte importante pentru functia celulei.In afara acestor proteine, membrana poseda si proteine carausi (carrier). %cestea se ocupade Ktransportul activLal substantelor (in sens invers celui natural de difuziune).

Gluci7ele mem4ranei-glicocali6ul

Aaca vorbim de glicoproteinele si glicolipidele membranei celulare inseamna ca aceastacontine pe langa proteine si lipide, glucide aflate in combinatii cu acestea.licoproteinele reprezinta o mare majoritate a proteinelor integrale, iar glicolipidele sunto zecime din moleculele lipidice.Da nivelul membranei celulare, glucidele proemina la exterior.

%lti compusi glucidici numiti proteoglicani au un miez proteic atarnand lejer de suprafataexterna a membranei.unctiile gluci7elor 3unt!

1.Confera suprafetelor celulare incarcatura negativa2.$olidarizeaza celulele intre ele (glicocalixurile a doua celule se pot atasa)

.%ctiveaza proteinele integrale actionand ca substante receptoare ce leaga hormoni(insulina) 4."articipa la reactii imunologice.CITOPLASMA SI ORGANITELE SALE

Cele cinci organite ale citosolului sunt: - reticulul endoplasmic - aparatul olgi - mitocondriile - lizozomii

- peroxizomii.

Reticulul en7o5la3mic

+ste format dintr-o retea de structuri veziculare tubulare si aplatizate ce suntinterconectate.

"eretii sunt constituiti din bistraturi lipidice si proteine. In interiorul tubilor se gaseste unmediu lichid diferit de citosol 3 matricea endoplasmica. 'eticulul endoplasmic are un rolfoarte important in activitatea metabolica a celulei, prezentand numeroase enzime atasatede membranele sale.Da fata externa a membranei sale sunt atasate mici particule granulare, numite ribozomi.%nsamblul reticul endoplasmic 3 ribozomi reprezinta reticulul endoplasmic rugos saugranular.


14/94

parte a reticulului nu are ribozomi, el numindu-se reticul endoplasmic neted sauagranular.

A5aratul Golgi

%paratul olgi este format din patru sau mai multe straturi suprapuse de vezicule subtiri.%re relatii stranse cu reticulul endoplasmic, membranele fiind similare cu ale acestuia sifunctionand in asociere cu el.In figura alaturata se observa ca din reticulul endoplasmic se desprind mici Kvezicule detransportL care ulterior fuzioneaza cu aparatul olgi.%cesta este modelul de transport al substantelor intre reticulul endoplasmic si aparatul

olgi din care se vor forma lizozomii si veziculele secretorii ( bine reprezentat in celulelesecretorii ale organismului ).

Li#o#omii

Dizozomii constituie un sistem digestiv intracelular prin care celula inlatura, prin digestie,substantele nedorite ( bacteriile ).+i sunt formati in aparatul olgi, apoi dispersati in citoplasma.Dizozomii au diametrul 27/-7/ nm, iar membrana lizozomala este bilipidica cu agregateproteice inIn urma digestiei, din proteine vor rezulta aminoacizi, iar glicogenul va fi hidrolizat laglucoza."rincipalele substante digerate sunt: proteinele, acizii nucleici, mucopolizaharidele,lipidele si glicogenul.In lizozomi s-au gasit peste 7/ hidrolaze acide diferite, membrana lizozomalaimpiedicand intalnirea acestora cu elemente din citoplasma.

Mitocon7riile

Aenumite Kuzinelele energeticeL ale celulei, extrag din oxigen si alimente cantitati maride energie. $unt raspandite in toata citoplasma iar numarul lor poate fi de sute sau mii infunctie de nevoile fiecarui tip celular. Compusa in principal din doua membraneproteice bilipidice, interna si externa si matrice. !embrana interna are falduri formandsepturi sau creste de care sunt legate enzimele oxidative.!atricea este cavitatea interna a mitocondriei si contine multe enzime dizolvate. %cesteenzime lucreaza impreuna cu enzimele de pe septurile membranei interne determinandoxidarea principiilor alimentare din care rezulta C2 si92.

+nergia astfel rezultata este utilizata la sinteza adenozin trifosfat(%*") care estemodalitatea de folosire a energiei de catre intreaga celula.

NUCLEUL

&ucleul ramane cea mai importanta parte intracelulara.+ste centrul de control al celulei.+l contine cantitati mari de %A& ( gene ) ce vor determina caracteristicile enzimelor


15/94

citoplasmei, influentand functiile acesteia. *ot genele intervin in reproducere, ele fiindprimele care se divid in cadrul mitozei cu formare de celule fiice,fiecare din acesteaprimind cate unul din cele doua seturi de gene.&ucleul este clar conturat si bine delimitat de citoplasma prin membrana nucleara. +stefoarte usor de observat la microscop in celula vie deoarece are un indice de refractie

diferit de citoplasma.&uleul prezinta cromatina raspandita peste tot in nucleoplasma, iar aceasta in timpulmitozei formeaza cromozomii.

In8eli3ul nuclear

!embrana nucleara este dubla, o componenta fiind la interior si una la exterior.!embrana de la exterior este in continuarea reticulului endoplasmic deci si spatiul dintrecele doua membrane vine in continuarea spatiului din interiorul reticulului endoplasmic.%cest invelis este traversat de mii de pori nucleari mari, trecand molecule cu greutatemoleculara mare si mica.

Nucleolii

&ucleii in interfaza,( stare de fals repaus al celulei), au unul sau mai multi nucleoli,corpusculi ce nu poseda membrana de separare si au un continut mare de %'& siproteine.&uleolul se formeaza din cinci perechi de cromozomi ce sintetizeaza %'& . &ucleolii ausi un important rol in formarea ribozomilor.

En7ocito#a-Ingestia celulara

"ricipiile alimentare traverseaza membrana celulara prin transport activ si prin difuziune.%tunci cand celula este in contact cu particule mai mari, acestea sunt introduse in celulaprintr-o functie speciala-endocitoza. %ceasta cuprinde pinocitoza si fagocitoza.

Pinocito#ase desfasoara continuu prin membranele multor celule,in plus in unele celuleacest proces are o rapiditate speciala.Ae obicei proteinele se leaga de receptori specifici fiecarui tip . Da suprafata membraneilocurile cu receptori se numesc invaginari captusite (coated pits) care au in grosimea lor oproteina fibrilara-clatrina si filamente de actina si miozina.Imediat cum proteina se atingede receptor se produce invaginarea adanciturii cu proteina cu tot, iar aceasta isi inchidemarginile ca o punga, apoi se desprinde de suprafata membranei fiind o vezicula de

pinocitoza.%cest proces se realizeaza cu ajutorul actinei si miozinei din structura, dar si cu unconsum de energie sub forma de %*".


16/94

agocito#a

Implica ingestia de particule mari si numai cateva celule au aceasta capacitate (macrofagele, leucocitele ). "articulele fagocitabile au pe suprafata lor proteine saumucopolizaharide ce vor veni in contact cu receptorii fagocitului. acteriile, de obicei,

sunt invelite in anticorpi specifici si acestia sunt fixati de receptorii fagocitului.%cest fenomen demonstrat de rolul anticorpilor in fagocitoza poarta denumirea deopsonizare.Eta5ele "agocito#ei !-liganzii de pe suprafata particulei fagocitabile se leaga de receptori-invaginarea membranei cuprinzand particula cu liganzi, proces ce continua pana candmembrana inglobeaza toate particulele ca un mecanism de KfermoarL.-la acest proces participa toate elementele contractile-proteinele contractile duc veziculele formate in membrana, spre interiorul celulei.

*ige3tia intracelulara a 3u43tantelor 3traine-Li#o#omii

In momentul in care in celula ajung veziculele de fagocitoza sau pinocitoza,lizozomii selipesc de ele si elibereaza enzimele lor specifice-hidrolazele acide. In acest mod i-anastere vezicula digestiva unde are loc hidroliza acida a acizilor nucleici, proteinelor,glicogenului, mucopolizaharidelor.In urma digestiei rezulta aminoacizi, fosfati, glucoza, iar ce ramane nedigerat in veziculesant corpii reziduali ce se vor elimina din celula prin exocitoza.#n alt rol important al lizozomilor este de a distruge cu ajutorul substantelor bactericidemicrobi fagocitati inainte ca acestia sa provoace daune.Aintre substantele bactericide fac parte: lizozimul (dizolva membranele), lizoferina (leagametale importante pentru cresterea bacteriilor), in plus are si un p9 acid de aproximativ 7

care activeaza enzimele proprii si inactiveaza sistemele bacteriilor.Reticulul en7o5la3mic 3i a5aratul Golgi-roluri

-cele mai bogate celule in reticul endoplasmic si aparat olgi sunt cele secretorii.-de obicei sinteza incepe in reticulul endoplasmic, apoi produsii trec in aparatul olgiunde sufera prelucrari inainte de a fi eliberati.-sinteza li5i7elor are loc in reticulul endoplasmic neted-reticulul endoplasmic rugos (granular) are ribozomi cu rol in formarea 5roteinelor.Aupa ce molecula proteica este sintetizata,trece prin membrana reticulului endoplasmicin matricea acestuia unde sunt prelucrate de enzimele reticulului. "roteinele sintetizate de

ribozomi si eliberate in citoplasma sunt proteine libere, iar cele din '.+ sunt majoritateaglicoproteine.-apratul olgi poate forma anumite gluci7epe care '.+. nu le poate fabrica. %cestea suntacidul sialic si galactoza.

B#&C*IID+ !I*C&A'IID'-+N*'%+'+% +&+'I+I+nergia pentru a supravietui celula si-o extrage din surse ca : oxigen, glucide, lipide,proteine.


17/94

Inca inainte de a ajunge la celule, glucidele se transforma in glucoza, proteinele inaminoacizi si lipidele in acizi grasi. "rincipiile alimentare in interiorul celuleireactioneaza cu oxigenul, toate reactiile oxidative avand loc in mitocondrii, iar energiaeliberata este stocata ca %*" care va fi utilizat la randul sau in reactii metabolice.

Proce3e cimice la ni8elul mitocon7riei

lucoza este supusa procesului de glicoliza ce o transforma in acid piruvic si pe bazaenergiei generate (76 din intreaga energie generata de metabolismul celular) o parte din%A" este convertit in %*". In mitocondrii este generata cea mai mare cantitate de %*".*ot in mitocondrii aminoacizii, acidul piruvic si acizii grasi sunt transformati in acetil-Co% care intra in ciclul 0rebs sau ciclul acidului citric.

Cilii 3i mi3carea ciliara

-!iscarea ciliara este al doilea tip de miscare intalnit la celulele organismului uman.-Aoua teritorii prezinta astfel de celule : mucoasa trompelor uterine si mucoasa cailorrespiratorii.Da nivelul cailor respiratorii ,miscarea sacadata a cililor face posibila deplasareamucusului spre faringe (1cm=min) pentru a realiza curatirea acestor cai.-Aaca ne referim la trompele uterine, cilii fac posibila deplasarea lichidului dinspreostium-ul tubar spre cavitatea uterina, astfel ovulul poate ajunge dinspre ovar spre uter.-Ae asemenea cilul este acoperit cu o evaginare a membranei celulare si sustinut deunsprezece microtubuli.-&oua tubuli dubli sunt dispusi circular la periferia cilului si doi separati sunt dispusicentral.

SCHIM&URILE *E SU&STANTE PRIN MEM&RANELE CELULARE

Aaca luam ca reper celula, se poate vorbi de lichidul intracelular si cel extracelular careva include lichidul interstitial(in spatiile dintre celule), dar si plasma sangvina.Introducerea in celule a substantelor necesare activitatii celulare, precum si eliminareaprodusilor de catabolism sau utili metabolic se realizeaza prin fenomene de transporttransmembranar, de o mare diversitate si eficienta.Dichidul extracelular este bogat in sodiu si clor, dar foarte sarac in potasiu, pe candlichidul intracelular are o situatie exact opusa continand potasiu, proteine si fosfati in

cantitate mai mare.$ituata la limita dintre celula si mediul extracelular, membrana celulara controleaza simoduleaza schimburile, asigurand supravietuirea, functionarea si adaptareahomeostazica permanenta a celulelor la conditiile de mediu.


18/94

&ariera li5i7ica 3i 5roteinele 7e tran35ort ale mem4ranei celulare

$tratul bilipidic al membranei celulare este o bariera fata de miscarea apei si asubstantelor hidrosolubile intre spatiul extracelular si intracelular. "roteinele membraneice strabat stratul lipidic, constituie o cale alternativa de transport, si se numesc proteine

de transport.#nele proteine integrale pot crea cai hidrofile omogene care traverseaza membrana ca untunel, numindu-se canale 5roteice(ionice),iar altele sunt denumite 5roteine carau3(carrier)care ajuta substantele sa traverseze membrana celulara.Aoua tipuri de mecanisme:- transportul pasiv - in sensul gradientelor fizico-chimice transmembranare, fara consumde energie (osmoza si difuziunea )- transportul activ - impotriva gradientelor fizico-chimice transmembranare, cu consumde energie.Aifuziunea reprezinta miscarea haotica moleculara a substantelor, fie prin spatiileintermoleculare din membrana, fie in combinatie cu o proteina transportoare. +nergia ce

provoaca difuziunea este energie cinetica rezultata in urma miscarii.Aatorita miscarii moleculelor, fortele electrostatice si internucleare realizeaza atractii sirespingeri, in miscarea lor in diferite directii, ricosand aleator de milioane de ori pesecunda%cesta miscare permanenta a moleculelor se numeste 7i"u#iune%Da nivelul membranei celulare vorbim de doua subtipuri importante de difuziune: simplasi facilitata

*i"u#iunea 3im5la

- posibilitatea de traversare a membranei determinata de cantitatea de substanta existenta,

de viteza miscarii cinetice si de numarul porilor membranei prin care trec moleculele sauionii- poate urma doua cai: prin bistratul lipidic sau prin canalele hidrofile proteice

*i"u#iunea 3u43tantelor li5o3olu4ile.

'apiditatea cu care o substanta traverseaza bistratul lipidic depinde de liposubilitateasubstantei respective.xigenul, dioxidul de carbon, azotul, alcoolul sunt dizolvabile in stratul lipidic, avand orata mare a difuziunii si patrund rapid in celula.

Tran35ortul a5ei tran3mem4ranar 5rin 7i"u#iune 3im5la%

Dipidele membranei sunt hidrofobe, insa apa traverseaza destul de repede membranacelulara, cea mai mare parte trecand prin canalele proteice.!oleculele de apa fiind suficient de mici, iar energia lor cinetica suficient de mare eletraverseaza rapid inainte de a fi oprite de lipidele hidrofobe.


19/94

*i"u#iunea 3im5la Canalele ioniceCanalele ionice se caracterizeaza prin permeabilitate si selectivitate.$electivitatea canalului permite trecerea doar a anumitor specii ionice datorita unorKbariere de selectivitateL"ermeabilitatea canalului, capacitatea de a asigura un flux ionic este realizata de un

mecanism de bariera(Kgating mechanismL).

$e descriu:1 -canale 8olta9 7e5en7ente, cu senzori de voltaj care la atingerea unei diferente depotential transmembranar realizeaza deplasari de sarcini intracaniculareO2 -canale cimic 7e5en7entecare se deschid in prezenta anumitor substante endo-sauexogeneO -canale rece5tor o5erate3 unele proteine ale portii canalului sunt deschise ca urmarea fixarii altor molecule pe aceste proteine, producandu-se o modificare conformationala amoleculei proteice care inchide si deschide poarta. %ceasta se numeste Kligant gatingL, iarsubstanta care se leaga se numeste ligant (mesager chimic)O

4-canale mecano-acti8ate3 sub influenta unor factori mecanici (presiune,intindere) trecprin modificari conformationale ce le deschidO, -canale cu 7e3ci7ere 35ontanaCanalul voltaj-dependent conduce curent dupa legea Ktotul sau nimicL. Inchiderea sideschiderea portii este brusca, timpul necesar trecerii de la o stare la alta fiind de ordinulcatorva milionimi de secunda. Da un anumit voltaj canalul poate ramane inchis tot timpul,in timp ce la alt nivel de voltaj el poate ramane deschis tot timpul.

Canalele 7e Na:8olta9 7e5en7ente

-apar mai ales in membranele neuronale si in muschiul scheletic.

-sub actiunea unui stimul se produce un influx de cationi si apare in acea zona odepolarizare care daca depaseste pragul ( - 1/ 3 17 mv) modifica sarcina la suprafatamembranei si determina o redistribuire a electronilor in interior.-acest flux de electroni spre interior are ca rezutat modificarea starii barierelor.Benomenul poarta denumirea de curent de poarta (gating curent).-depolarizarea membranei scade pragul de deschidere a canalului (hiperexcitabilitate),

iar hiperpolarizarea creste acest prag (excitabilitate scazuta).-acest mecanism voltaj-dependent este modelul potentialelor de actiune ale nervilor, cereprezinta de fapt impulsurile nervoase.

Canalele 7e ;: 8olta9 7e5en7ente

-prezinta o singura bariera de permeabilitate ce se deschide tardiv-canalele de sodiu activate de acelasi stimul sunt deja in stare inactiva.-odata aflate in pozitie deschisa, canalele de 0@ joaca rolul unei cai hidrice pasive, princare, sub influenta gradientului de concentratie, se realizeaza un eflux de 0@ transportandun curent ionic dirijat in sens contrar curentului de &a@ prin canalele specificementionate anterior.- acest curent mareste diferenta de potential transmembranar.


20/94

Canalele 7e Ca: 8olta9-7e5en7ente

-controleaza o buna parte dintre fluxurile transmembranare de Ca@, cu implicatiideosebite in declansarea si modularea unei game largi de activitati celulare.

-proteina-canal este formata din cinci subunitati polipeptidice si glicopeptidice: alfa1,alfa2, beta pe fata interna, gamma, delta in zona externa.

*i"u#iunea "acilitata

-este o forma de transport pasiv care este mediata de carausi si implica prezenta uneiproteine - carrier specifica care ajuta la traversarea membranei cu o viteza mult crescutafata de difuziunea simpla.-rata difuziunii atinge un maxim pe masura cresterii concentratiei.-molecula de transportat se fixeaza pe extremitatea KcisL a proteinei apoi urmeaza etapa

de transport propriu-zis, in care se produce deplasarea prin interiorul transportorului spre

fata opusa KtransL.-in acest mod se transporta glucoza si majoritatea aminoacizilor. In cazul in careconcentratia glucozei de pe fata KtransL este redusa, transportorul neincarcat revine la fataKcisL pentru fixarea unei noi molecule.- glucoza are o molecula caraus ce poate transporta si alte monozaharide, iar insulinapoate mari rata difuziunii facilitate a glucozei de 1/-2/ ori.

Co-tran35ortul

- numit si schimbul mediat de transportori,-este o alternativa la mecanismul difuziunii facilitate.

-lipseste etapa de revenire a trasportorului descarcat de pe fataLtransL pe fata KcisL.-fac parte o serie de proteine transportori cum ar fi: schimbatorul de &a@=Ca2@ (inmembranele neurale si miocardice) si cel &a@=9@.

actori care a"ectea#a rata neta a 7i"u#iunii

'ata neta a difuziunii intr-un sens reprezinta diferenta cantitatilor de substanta cedifuzeaza in cele doua sensuri.

Bactorii care afecteaza aceasta rata sunt:1-suprafata membranei

2-permeabilitatea-diferenta de concentratie a substantelor care difuzeaza4-diferenta de potential intre cele doua fete ale membranei

7-diferenta de presiune


21/94

O3mo#a la ni8elul mem4ranei celulare

Aeplasarea transmembranara a moleculelor de apa se realizeaza prin fenomenul deosmoza.In cazul a doua solutii separate printr-o membrana semipermeabila, moleculele de

solvent ( apa ) se vor deplasa din compartimentul cu concentratie mica (de solvit) incompartimentul cu concentratie mare.In solutiile cu concentratie mai redusa, moleculele cu solvent fiind mai putinobstructionate de solvit, au o agitatie moleculara mai mare, trecand in zona deconcentratie crescuta.

O3molalitate% Pre3iune o3motica.

concentratie de 1 osmol la litru va determina in solutie o presiune osmotica de 1;.//mm9g, la temperatura normala a corpului de PC. Concentratia de )22 milio3moli alichidelor corpului determina o presiune osmotica de 7;/ mm9g.

Tran35ortul acti8

*ransportul transmembranar al unor substante impotriva gradientelor fizice, ca simentinerea unor inegalitati de concentratie ionica (sodiu si potasiu) nu pot fi explicatedecat daca se i-a in considerare existenta unor mecanisme de tran35ort acti8


22/94

Co-tran35ortul cu 3o7iu al gluco#ei 3i aminoaci#ilor

In multe celule, glucoza si aminoacizii sunt transportati impotriva gradientelor deconcentratieCarausul are doua situsuri de legare in partea sa externa : pentru sodiu si pentru cealalta

substanta deoarece exista diferenta de concentratie intre exteriorul si interiorulmembranei pentru sodiu, rezulta sursa de energie al transportului. Aupa ce sodiul siglucoza au fost fixate, proteina carrier sufera o modificare conformationala apoi serealizeaza transportul simultan in celula.

Co-tran35ortul 3o7iu-aminoaci#iBoloseste alte proteine carrier, dar se petrece asemanator. $unt cinci tipuri de proteine detransport pentru aminoacizi fiecare transportand cate un subset de aminoacizi. %cesteexemple de co-transport sunt prezente in celulele tubulare renale si celulele mucoaseiintestinale.

Contra-tran35ortul 3o7iu-i7rogen 3i 3o7iu-calciu.In urma acestui mecanism sodiul este deplasat spre interiorul celulei iar calciu inexteriorul celulei. %ntiportul de calciu este prezent in toate membranele celulare, ambiiioni avand aceiasi proteina carrier. %ceasta modalitate de transport se adauga lamecanismul de transport de calciu existent in unele celule. Contratransportul sodiu-hidrogen este foarte important la nivelul tubuli contort proximal al nefronului, undeconcomitent cu deplasarea sodiului in afara lumenului, ionii de hidrogen ies din lumen.


23/94

Cur3ul ) APA CA ME*IU SI COMPONENT AL VIETII

%pa este solventul obligatoriu al materiei vii si reprezintG contituentul majoritar al

organismului uman.%nsamblul de celule ce alcGtuiesc un organism viu acFioneazG ca un tot unitar prininterconectare cu mediul apos Jn care se scaldG.%pa reprezintG o dublG prioritate a organismului viu: component majoritar i mediu de

viaFG.."entru ca lichidul care scaldG fiecare celulG sG vinG Jn contact cu toate celulele estenecesar ca acesta sa aiba o circulaFie longitudinalG printr-un sistem de vase JnchiseprevGzute cu sistem de autopropulsie unidirecFionalG i o circulaFie transversalG prinsectorul capilar fenestrat al circuitului vascular spre aa numitul spaFiu extracelular.+fectul cumulat al activitGFii tuturor organelor i sistemelor organismului este de a crea Jninteriorul organismului un mediu Jn care toate celulele sG poatG supravieFui i funcFiona.

!ediul fluid ce JnconjoarG fiecare celula este denumit me7iu intern.!ediu intern nu este numai un concept fiziologic teoretic, el are o corespondenFG i Jntermeni anatomici. !ediul intern al organismului este lichidulextracelular ce scaldG fiecare dintre celule.

S5a>iul lici7ian e6tracelular1. deservete celulaa)-reglarea volumului intracelular este esenFialG pentru funcFia celularG normalG i se face

prin transferuri de apG osmotic dictate de deplasarea electroliFilorb)-reglarea volemiei- cantitatea de lichid din sistemul Jnchis de vase sanghine reprezinta

un factor critic al supravieFuirii.2. este un mediu de comunicare al tuturor celulelor organismului puse astfel Jn contact. este tamponul de compensare rapidG volemicG prin migrare hidricG transcapilarG.!enFinerea organismului ca ansamblu unitar i funcFional de structuri presupunecompartimentare, iar menFinerea compartimentelor presupune cheltuialG constantG sipermanentG de energie.

Molecula 7e a5?

-are un diametru de /, nm i o formG de , oxigenul fiind situat Jn vHrful acestuia.-sarcinile electrice pozitive sunt la nivelul atomilor de hidrogen, iar sarcinile negative

sunt la nivelul oxigenului.-fiecare laturG a 3 ului corespunde unei legGturi oxigen-hidrogen cu o lungime deaproximativ o zecime de milion dintr-un milimetru.-unghiul format de cele douG laturi ale - ului este de 1/7 grade.-polaritatea apei favorizeazG interacFiunile Jntre moleculele de apG. Biecare atom de

hidrogen JncGrcat pozitiv al unei molecule de apG este atras de un atom de oxigen JncGrcatnegativ a altei molecule. %ceste interacFiuni sunt legGturi de hidrogen.


24/94

-ConFine un numGr important de legGturi de hidrogen, legGturi intermoleculare -9- ceconsumG energie pentru a se forma.-DegGtura de hidrogen este o legGturG direcFionalG. +a presupune alinierea celor trei atomi-9-. %tomul de hidrogen ce asigurG legGtura este extrem de mobil.-%pa este o JngrGmGdire de molecule organizate Jntr-o reFea tetraedricG coexistHnd cu

molecule izolate. !oleculele izolate sunt agitate de micGri de rotaFie i de translaFie.-Biecare moleculG din apa lichidG creeazG Jn medie 4,7 legGturi de hidrogen. !ai exactfiecare moleculG de apG lichidG formeazG patru legGturi de hidrogen, dar numGrul acestorapoate varia Jntre trei i ase, de unde media de 4,7.-%pa lichidG are o structurG aleatorie i fluctuantG. Consecutiv unor micGri rotatoriicHmpul electric ambiant fluctueazG producHnd ruptura aleatorie a legGturilor dintre oxigeni hidrogen.

HI*ROIL-HI*ROO&

Biind o moleculG polarG, apa se poate lega cu alte molecule polare sau JncGrcate electric

cum ar fi acizii, sGrurile, zaharurile, diferite porFiuni ale moleculelor proteice i ale %A&.AatoritG acestor interacFiuni apa dizolvG moleculele polare, denumite molecule hidrofile.%pa se leagG foarte puFin de moleculele nepolare, ce se comportG hidrofob ( cazul apei Jnraport cu uleiul )."roteinele i %A& sunt molecule lungi ce conFin pGrFi hidrofile i pGrFi hidrofobe. %cestemolecule se ghemuiesc pe ele Jnsele, capGtG o structurG tridimensionalG, grupele hidrofilefiind la suprafaFG i cele hidrofobe spre interior.+fectul hidrofob determinG replierea proteinelor.

E6i3t? @n celul? trei ti5uri 7e a5?!

1. -apa QordonatGL ce JnconjoarG moleculele biologice interacFionHnd intens cu acestea,2. -apa Qde masGL ce ocupG tot ce nu este moleculG biologicG i. -molecule de apG Jncastrate Jn moleculele biologice.

!oleculele de apG ocupG toate spaFiile neocupate de moleculele biologice. singurGcelulG conFine miliarde de molecule de apG.

Legatura 5roteine a5a

"roteinele repliate au pe suprafaFG anFuri profunde.!oleculele de apG legate prin legGturi de hidrogen se acomodeazG greu cu aceste anFuri

i ca atare sunt uor deplasate la acest nivel de liganzi.Ca atare situsurile active ale enzimelor se JntHlnesc frecvent la nivelul anFurilor.ona de influenFG a proteinei faFG de apG nu depGete /, nanometri, adicG grosimeacHtorva molecule de apG.


25/94

Polari#area a5ei

ConferG douG proprietGFi importante:- !olecula de apG este un 7i5olce se orienteazG Jn cHmpul electric externO- %pa chiar Jn stare lichidG poate dobHndi o 3tructur?5aracri3talin?prin atracFia

electrostaticG dintre moleculele vecine.

%pa are o constantG dielectricG importantG (sinonimul termenului dielectric este izolant). substanFG este dielectricG cHnd nu are electroni liberi capabili sG transporte curentulelectric, dar care poate fi polarizatG printr-un cHmp electric.%pa are o oarecare capacitate de tamponare electricG, fiind si un bun solvent pentru ioni,formHnd o pGturG de hidratare Jn jurul acestora. %stfel, ionii se pot mica relativindependent unii faFG de alFii dei sunt dizolvaFi Jn aceeai soluFie.

CBt re5re#int? a5a 7in totalul greut?>ii cor5orale

!ai mult de jumGtate din aceasta, mai exact


26/94

INTRACELULAR- E(TRACELULAR

Celulele reprezintG cel mai important rezervor de apG al organismului: 4/6 din greutateacorpului, in medie 4// ml =5g corp (/-47/ ml=5gcorp).Rn celule se aflG deci douG treimi din apa totalG a organismului.

CealaltG treime restantG se aflG extracelular. situaFie particularG o reprezintG Kapa de structurGL din os, o cantitate de -4 litri de apGnemobilizabilG.%pa extracelularG reprezintG 1


27/94

S5a>iul inter3ti>ial

-este alcGtuit din lichidele dintre celule i din limfG-reprezinta -17/ ml=5gcorp (12/-22/ ml=5gcorp),

-76 din apa extracelularG,

-216 din apa corporalG totalG,-176 din greutatea corpului.-in imensa sa majoritate (;/6 din volumul sGu) este sediul unor schimburi rapide cuplasma (1/6 cuprinzHnd Fesutul conjunctiv dens i cartilajele fiind sediu a unorschimburi lente).

Scim4urile @ntre 35a>iul intra8a3cular Di 35a>iul inter3ti>ial !

- au loc la nivelul capilarelor.-capilarele reprezintG secFiunea cheie a sistemului circulator, alcGtuite din vase subFiri

lungi de 7/ Sm, cu o razG de Sm, cu o suprafaFG de secFiune de / SmT (sunt 4/-7/.///de milioane de capilare Jn organismul uman) ceea ce va da o suprafaFG de secFiunedepGind de 2?// ori pe cea a aortei i o suprafaFG totala de 77/-


28/94

de o parte i alta a membranelor. Ain acest motiv sectoarele sunt numite hidro-osmolare.Aintre toate membranele organismului doar douG sunt impermeabile pentru apG: tubulcontort distal al nefronului(in lipsa %A9-ului) i glandele sudoripare.Intre diversele sectoare hidro-osmolare apa difuzeaza usor trecand prin membranelebiologice (mb. capilara, mb. celulara). Airectia este conditionata de osmolaritate.

$!D%'I*%*+% se refera la concentratia particulelor dintr-o solutie si definesteputerea cu care acea solutie este capabila sa atraga apa. smolaritatea reprezinta activ.osmotica pe volum de solutie ( apa @ particule )$!D%DI*%*+% reprezinta activitatea osmotica pe volum de apa.olumul de apa din organism fiind cu mult mai mare decat cel al particulelor dizolvatetermenii se pot folosi echivalent.smolaritatea poate fi determinata in laborator prin determinarea punctului crioscopic alplasmei sau poate fi calculata dupa formula : ureea glicemia

sm 8 2 ( &a ) @ 0 @ -------- @ ------------- 2,? 1?

$AI#D ( &a ) contribuie in cea mai mare masura la generarea presiunii osmotice.%"% se deplaseaza dinspre solutiile cu activitate osmotica mica spre solutiile cu activitateosmotica mare . "entru ca cele sectoare sa isi mentina volumul relativ, osmolaritatea lortrebuie sa aiba valori egale. ariatiile de osmolaritate si implicit variatiile volumelorspatiilor hidrice sunt date de variatiile natremiei.

ME*IUL INTERN SI HOMEOSTAZIA

Me7iul interneste denumirea datG lichidului extracelular ce scaldG fiecare celulG aorganismului constituind o matrice lichidG fluidG a organismului i totodatG mijlocul,mediul de comunicare intercelularG.

"entru a pune Jn contact celulele Jntre ele prin mesageri solubili ai acestora, lichidulextracelular nu este un mediu pasiv ci un vector activ, aflat Jn permanentG micare.CGile de deplasare a lichidului extracelular se afla la nivelul aparatului circulator (sistemJnchis de vase), o aa zisG circulaFie longitudinalG i o circulaFie pe care am putea numi-otransversalG, circulaFia Jntre capilarele sanghine i celule.olumul lichidian situat intravascular este critic pentru supravieFuire."ierderea a 4/6 din acesta poate deveni letalG.$paFiul lichidian interstiFial este un rezervor care paleiazG pierderea de volum lichidianintravascular.Capilarele sunt structuri permeabile pentru apG i pentru majoritatea moleculelor dinplasma sanghinG (cu excepFia molec. proteice, de mari dimensiuni).

!icarea cineticG a moleculelor, in functie de gradientul de presiune coloid-osmoticG,deplaseazG moleculele din spaFiul interstiFial spre capilar i invers. "rincipiul deorganizare a structurii biologice este cG imensa majoritate a celulelor se aflG la mai puFinde 7/ micrometri de capilar.Celula va suferi rapid influenFa oricGrui mesager vehiculat prin curentul sanghin i vaputea transmite rapid i eficient mesageri spre alte celule.mogenitatea fluidelor extracelulare este menFinutG prin acest brasaj continuu, permiFHnd


29/94

ca celulele sG fie Jn contact cu acelai tip de lichid din punct de vedere al caracteristicilorfizice i chimice.$olidarizarea funcFionalG celularG a organismului realizatG de cele douG componentelichidiene a lichidului extracelular i anume 5la3ma-componenta intravascularG ilici7ul inter3ti>ialeste chiar mai complexG, depGind faza strict lichidianG.

"lasma reprezintG 46 din greutatea corporalG (4/-7/ ml=5g)."lasma diferG de componenta extracelularG a lichidului extracelular prin conFinutul sGumare de proteine. +a este alcGtuitG Jn procent de ;/6 din apG.

Proteinele 5la3matice$unt un grup de substanFe ce diferG atat structural cHt i funcFional, avHnd

o concentraFie de


30/94

%lte proteine ale sHngelui care au un rol esenFial Jn acest transport sunt globulinele.%lfa i betalipoproteinele transportG trigliceridele, colesterolul i vitaminele liposolubile.*ransferina transportG fierul iar ceruloplasmina transportG cuprul. * (*hUroxinebinding globuline) transportG tiroxina iar transcortina transportG cortizolul.*ranscobalamina transportG vitamina 12.

Homeo3ta#ia

9omeostazia, adica pGstrarea unei stGri asemGnGtoare cu starea initiala JnsGi, estefenomenul de bazG al existenFei, adaptGrii i evoluFiei vieFii pe pGmHnt.Ain echilibrul dinamic dintre acFiunea factorilor externi i cea a factorilor interni,parametrii mediului intern se menFin constanFi.9omeostazia este o stare de variaFie Jn limite Jnguste a valorilor unui factor intern atuncicHnd acest factor suferG variaFii largi Jn mediul extern.!ecanismele homeostazice sunt un tampon Jn faFa variaFiilor mediului extern.9omeostazia este un principiu general al lumii vii i se realizeazG la toate nivelele de

organizare ale acesteia: celular, tisular, organ, organism, populaFie, ecosistem."rintre cele mai bine homeostatate elemente ale vieFii figureaza informaFia geneticGJnscrisG Jn succesiunea bazelor azotate ale %A&-lui propriu fiecGrei celule i specii.Codul genetic constituie un element de homeostatare chiar al mecanismelor dehomeostazie.9omeostazia sub toate aspectele ei stG la baza existenFei si evoluFiei vieFii pe pGmHnt.Bactorii interni homeostataFi se JnmulFesc pe mGsura evoluFiei filogenetice.Ionii din lici7ul e6tracelularsunt : 3o7iu Di clorul. +le amintesc de mediul sGrat Jn carea apGrut viaFa, de compoziFia ceanului primitiv.A5a intracelular?conFine mari cantitGFi de ioni de 5ota3iu magne#iu "o3"at.&atura nu face daruri: totul costG din punct de vedere energetic.

"entru a menFine individualitatea chimicG sectorialG si diferenFele de gradient, organismulconsumG permanent energie.+nergia pe care o cheltuim permanent pentru a ne menFine structura ar permite ardereacontinuuG a unui bec de 1// de VaFi.Aaca in lici7ul e6tracelulardintre electroliti cea mai mare concentratie o au ionii deNa Cl 3i HCO), in lici7ul intracelularpredomina ionii de ; Mg HPO+%CompoziFia i caracteristicile fizice ale lichidului extracelular (nivel de control i limitede variaFie pe perioadG scurtG)

alori normale Interval normal limite nonletale #nitGFi

xigen 4/ 7-47 1/-1/// mm 9g

ioxid carbon 4/ 7-47 7-?/ mm 9gIon sodiu 142 1?-14< 117-17 mmol=DIon potasiu 4 ,?-7 1,7-; mmol=DIon calciu 1,2 1,/-1,4 /,7-2,/ mmol=DIon clor 1/ 1/-112 /-1/ mmol=DIon bicarbonat 2? 24-2 ?-47 mmol=DlucozG ?7 7-;7 2/-17// mg=dl


31/94

*emperaturG 1?,-4, PCcorporalG$tatus acido-bazic ,4 ,-,7 ie a 5arametrilor ce 5ermit 8ia>a 3unt e6trem 7e 3trBn3e%

- "entru temp. corporalG varaFia este de grade C.-"entru p9, nivelul letal se obFine la variaFii de /,7 Jntr-un sens sau celGlalt faFG de nivelulde ,4.-AacG nivelul 0@ scade la o treime se produce o pierdere a funcFiilor motorii, iar dacGnivelul potasiului se dubleazG se produce cardiodepresie (atunci cHnd s-au pus dingreealG perfuzii cu 0Cl unor pacienFi acetia au decedat prin stop cardiac).-AacG nivelul calciului scade la jumGtate Jn sHnge, apar convulsii.-$cGderea la jumGtate a concentraFiei de glucozG Jn sHnge afecteazG celula nervoasG,hipoglicemia ducHnd la comG.

Care 3unt mecani3mele ce men>in omeo3ta#ia

%cestea sunt de trei categorii :

-sistemele tampon fizico-chimice-sistemele fiziologice automate de excreFie i depozitare-sistemele de coordonare i integrare neuro-hormonala.Cel mai complex i mai intricat este sistemul de control genetic ce controleazG atHtfuncFiile intracelulare cHt i funcFiile extracelulare.Rntre diversele stadii de organizare existG numeroase i complexe mijloace de informaFie.

'olul primordial Jntre aceste mijloace Jl reprezintG sistemul nervos i cel endocrin.REGLAREA ECHILI&RULUI HI*RIC

'eglarea echilibrului hidric se face pe cale nervoasa si endocrina.$caderea aportului de apa provoaca o crestere a osmolaritatii spatiilor extra- si intra-celular care va fi sesizata de osmoreceptorii hipotalamici declansand $+&%*I% A+$+*+. $etea apare si ca urmare a reducerii volumului total de apa prin pierderi , reduceresesizata de baroreceptorii din %A. Consecutiv C'+$*+ $+C'+*I% A+ %A9 ( hormonulnatriuretic hipofizar).


32/94

IZIOLOGIA NEURONULUI

Cur3ul +

*ate generale

Creierul cantareste 1-1,2 5g, doar 26 din greutatea corpului, e mic, dar nu marimea ii daperformantele. !etabolismul neuronului este atat de intens incat este inutila inmultireaneuronilor.

Creierul este insa bine hranit, este irigat de 2/6 din cantitatea totala de sange, consumulde oxigen este de 146 din total, consumul de glucoza considerabil, 176 din total.Creierul are proeminente si intre ele santuri, ce maresc suprafata substantei cerebrale,caci stratul exterior al creierului , cortexul sau materia cenusie ,reprezinta elementul valoros.- $istemul nervos este impartit din punct de vedere anatomic in $&Central si $&"erifericiar din punct de vedere functional in $& somatic si $& vegetativ- $&C are rolul de a regla si coordona permanent activitatea tuturor aparatelor sisistemelor organismului-unitatea functionala a $&C este reflexul, realizat prin neuroni-neuronii provin din celula primitiva neuroefectoare

-la microscop se disting cele doua elemente ale tesutului nervos : celula nervoasa sauneuronul si nevroglia ( cu urmatoarele tipuri : astrocit, microglie, oligodendroglie)-sistemul de sustinere al neuronului.

Structura neuronului

- corp: - soma (nucleu, citoplasma cu neurofibrile , corpusculi tigroizi &issl,mitocondrii, reticul endoplasmic, aparat olgi)- prelungiri :W Aendritele (ramificate) - prin ele impulsul ajunge la neuronW %xonul (unic) -paraseste soma printr-o regiune denumita Kconul axonal K

-invelit de teaca de mielina formata din celule $chVann care se intrerupla nivelul strangulatiilor 'anvier. -prin el impulsurile pleaca de la neuron

CLASIICAREA NEURONILOR

1.Aupa dimensiuni - mari (coarnele anterioare ale maduvei)


33/94

- mijlocii (celulele corticale)- mici (neuroni din talamus)

2.Aupa numarul de prelungiri :- unipolari (celulele cu conuri si bastonase din retina)

- bipolari (n. din gg. $piral Corti, retina, mucoasa olfactiva)- multipolari (motoneuronii spinali)

.Aupa functie : - neuroni somatici si vegetativi- motori si senzoriali- de asociatie (intercalari)

PROPRIETATILE NEURONILOR !

&euronul are trei proprietati : mai intai excitabilitatea, neuronul primeste o excitatie, inmembrana lui se petrec modificari electro-chimice si se creaza imediat un raspunselectric.% doua insusire a neuronului este conductibilitatea, neuronul transmite raspunsul electricprin corpul lui la toate terminatiile neuronale, iar a treia proprietate este transmiterearaspunsului neuronilor vecini.$istemul nervos transmite mesajele de la organele de simt spre creier, iar creierul larandu-i transmite mesaje la organele de executie perifericeO se creaza astfel cai neuronale.

E(CITA&ILITATEA

'eprezinta capacitatea unor celule (nervoasa, musculara)de a raspunde la un stimulCei mai importanti parametri ai excitab. sunt:-reobaza (curent de baza, liminar) 8 intensitatea minima de curent care produce unraspuns. $e mai numeste curent prag. Curentii cu intensitati mai mici ca reobaza nuproduc o excitatie iar curentii cu valoare mai mare ca reobaza produc un raspuns identiccu stimulii prag, conform legii Ktot sau nimicL. Cu cat tesutul este mai excitabil, cu atatreobaza este mai mica.

-cronaxia 8 timpul minim necesar pentru ca un curent dublu fata de reobaza sa producaun raspuns din partea tesutului. +ste cu atat mai mica cu cat tesutul este mai excitabil- sumatia . $timularea unei celule cu curenti subliminari dar cu frecventa crescuta poateproduce excitatia. %ceasta ar contrazice legea Ktot sau nimicL. +xplicatia fenomenuluieste urmatoarea : fiecare stimul sub prag produce la nivelul membranelor excitabile oserie de modificari locale. %ceste modificari dispar la scurt timp dupa incetarea actiuniistimulului. Aaca un nou stimul apare inainte de a se sterge modificarea locala anterioara ,


34/94

celula insumeaza modificarile produse de stimulii succesivi pana se realizeaza un raspunsvizibil-adaptabilitatea-pragul de excitabilitate creste daca intensitatea curentului stimulator semodifica rapid.-perioada refractara -timpul de inexcitabilitate dupa excitatie. %re doua faze-

absoluta(nervul nu raspunde la excitatie oricat de puternica ar fi) si relativa(raspunde laun stimul f. puternic).

-parabioza -excitabilitatea este influentata de factori fizici (temperatura, solicitarimecanice) si chimici (anestezice, narcotice, acizi, baze)In conditii de repaus membrana neuronului este polarizata fiind incarcata cu asa numitulpotential de repaus."otentialul de repaus consta in repartizarea sarcinilor pozitive la exteriorul membraneicelulare si a celor negative la interior."rocesul de polarizare a membranei neuronale este activ ( se realizeaza cu consumenergetic ) si este asigurat de pompele ionice de sodiu-potasiu. %cestea realizeaza

simultan transportul activ a ioni de sodiu din interiorul celulei catre spatiul intercelularsi a doi ioni de potasiu din spatiul intercelular catre interiorul neuronului.In momentul aplicarii asupra neuronului a unui stimul cu o intensitate care depasestevaloarea prag ( prag de excitabilitate ) potentialul de repaus este inlocuit de potentialul deactiune ( influx nervos ).In aceste conditii membrana neuronala devine hiperpermeabila pentru &a ( portile desodiu ale membranei se deschid ) zadarnicind eforturile pompei de &a-0. Ionii de sodiuintra in numar mare in neuron rasturnand brusc repartizarea sarcinilor electrice specificepotentialului de repaus ( sarcinile electrice pozitive devin dominante in interiorulneuronului ). In timpul acestui proces, in momentul in care potentialul de membrana tindespre /, canalele de sodiu se inchid ( se stopeaza influxul de &a) si canalele de potasiu se

deschid ( se initiaza efluxul de potasiu ) situatie care stopeaza depolarizarea membranei,la @2/ m si initiaza repolarizarea membranei neuronale.

'epolarizarea este intensa determinand un potential membranar de 3 7 m( hiperpolarizare ) situatie in care canalele de 0 se inchid, nivelul normal al polarizariimembranei fiind atins ca urmare a actiunii pompelor &a-0.

CON*UCTI&ILITATEA

'eprezinta proprietatea de a conduce un impuls generat intr-un anumit punct.*ipuri de conducere :

-conducerea bilaterala 3atat pe dendrita cat si pe axon.-conducerea unilaterala - conducerea impulsului intr-un singur sens- conducerea saltatorie, in fibrele mielinizate, de la o strangulatie 'anvier la alta-transmiterea liniara a excitatiei se datoreste depolarizarii in front a zonei excitate-transmiterea retrograda este impiedicata de perioada refractara de dupa excitatieiteza transmiterii este mai mare la om in fibrele mai groase si in cele mielinizate ( depana la 7/ de ori).Da animale, este mai mica pe treptele joase ale scarii zoologice.


35/94

Conducerea poate fi incetinita sau suprimata temporar sau definitiv prin actiunea unoragenti fizici ( frigul ) sau chimici ( anestezice ) sau prin distrugerea integritatii anatomice.

TRANSMITEREA SINAPTICA

-sinapsa 8contactul functional intre doi neuroni, de la neuronii aferenti la cei eferenti-stimulul sinaptic poate fi excitator sau inhibitor-stimulul este transmis de la neuronul presinaptic la cel postsinaptic prin butonii sinapticiprin care se termina axonii primului pe dendritele si suprafata neuronala a somei celui deal doilea neuron.-butonul sinaptic contine : mitocondrii, vezicule cu neuromediatori ce vor fi eliminati inurma stimularii, prin exocitoza in spatiul sinaptic- suprafata de contact se numeste suprafata ( fanta) sinaptica , (sinaptic cleft )-o sinapsa tipica este cea de la nivelul motoneuronului din cornele anterioare ale maduvei-principalul neuromediator sinaptic este acetilcolina ce excita receptorii din membranasinaptica.

-se modifica si permeabilitatea membranei pentru &a@,0@,Cl- si se va produce stimulareapostsinaptica.

Se 7e3criu 7ou? categorii 7e 3ina53e! electrice Di cimice%

Sina53ele electriceconstau Jn trecera bidirecFionalG sau unidirecFionalG directG acurentului electric Jntre douG celule vecine, prin legGturile speciale dintre ele(tip XgapX).*ransmiterea prin aceste sinapse este foarte rapidG. +le sunt localizate la adult Jn creier, Jnregiunile care rGspund de anumite micGri stereotipe cum ar fi clipirea pleoapelor laglobul ocular. Rn timpul dezvoltGrii, majoritatea sinapselor electrice se transformG Jnsinapse chimice. Rn Fesutul nervos embrionar, Jn special la inimG, sunt foarte abundente.

Sina53a cimica se bazeazG pe eliberarea i captarea mediatorului chimic(neurotransmiFGtor), cuprinzHnd o porFiune presinapticG, o porFiune postsinapticG ispaFiul dintre ele numit fantG sinapticG. $ensul de transmitere a impulsului esteunidirecFional

PRINCIPALII NEUROME*IATORI

-%C+*IDCDI&%.-&'%A'+&%DI&%- %A'+&%DI&%- $+'*&I&%(efect inhibitor, rol in producerea somnului)

- A"%!I&%-alti neuromediatori : glicocolul, acidul gamaaminobutiric (%%) 3 cu efect inhibitor,opiacee endogene (endorfine, en5efaline), histamina, substanta ", unele prostaglandine,metionina, gastrina, somatostatina.

INHI&ITIA NEURONALA


36/94

-declanarea potenFialului postsinaptic excitator sau inhibitor depinde de receptoriimembranari, nu de neurotransmiFatori.-inhibitia se poate realiza prin hiperpolarizare-dacG permeabilitatea membranei postsinaptice crete pentru 0 sau Cl (0 iese iar Cl intrGpe baza gradientului de concentraFie), crete numGrul de sarcini pozitive pe faFa externG a

membranei sau negativitatea interiorului, crescHnd astfel potenFialul de repaus Jn valoareabsolutG (de la -


37/94

Aupa ce motoneuronii extensorilor au fost stimulati , ei sunt inhibati, prinhiperpolarizare ( inductie negativa succesiva )"rin asemnea relatii centrale sunt coordonate si miscarile din timpul mersului.

?. Iradierea 3 cresterea intensitatii stimului activeaza o populatie progresiv mai mare de

neuroni centrali . %rcul reflex se inchide prin transmiterea excitatiei la neuronii efectoricare actioneaza asupra diferitelor organe.


38/94

Cur3ul ,%Te3utul mu3cular

Bibra muscularG este o celulG cu funcFie contractilG care are capacitatea de a dezvoltatensiune i capacitatea de a se scurta.!uchiul este o structurG Jnalt organizatG i specializatG, contracFia fiind o funcFiecomplexG sub controlul motoneuronilor sistemului nervos central voluntar care trebuie sGasigure un lucru mecanic intens cu un cost energetic redus Jn condiFii de rapiditate,repetitivitate, precizie i rezistenFG Jn timp.Caracterul striat, tGrcat al fibrelor musculare de la nivelul muchiului scheletic i amuchiului cardiac datorat particularitGFilor lor de structurG (ce la microscopul optic aparca o succesiune regulatG de benzi de culoare deschisG i de culoare JnchisG) le-a datdenumirea genericG de muDci 3triat%

i4rele mu3culare 3celeticesunt celule mari, cu mai mulFi nuclei 3 uneori extrem demulFi 3 cu un diametru Jntre 1/-1// Sm (cele mai multe Jntre 2/-?/ Sm) i o lungimefoarte mare, de peste 4 cm. Rn Fesutul embrionar nucleii sunt localizaFi Jn centrul fibreimusculare. #lterior mulFimea acestor nuclei fuge spre periferie. Citoplasma este ocupatGde cGtre miofibrile, de cGtre granule de glicogen i de cGtre mitocondrii, extrem deabundente mai ales Jn tipul oxidativ de fibre musculare, aa zisele fibre de tip I.+lementele contractile cuprinse Jn sarcoplasma unei fibre musculare sunt"i4rilele.$arcoplasma unei singure fibre musculare poate conFine pHnG la 1/./// de microfibrile.!iofibrilele reprezintG structuri fibroase subcelulare cu diametrul de 1 Sm.#nitatea contractilG fundamentalG a muchiului este 3arcomerul.Dungimea sarcomeruluiJn repaus este de 2,7 Sm.Biecare sarcomer posedG douG tipuri de filamente (subFiri i

groase) de naturG proteicG, filamente aranjate Jn paralel cu axul fibrei i parFial suprapuse.Bilamentele subFiri au o lGrgime de nm i o lungime de 1 Sm iar filamentele groase olGrgime de 1/-14 nm i o lungime de 1,< Sm.%ranjamentul filamentelor subFiri i groase produce aspectul striat prin succesiunearegulatG de benzi dense (cu o lungime de 1,< Sm) i benzi de aspect mai clar lamicroscop.enzile dense conFin filamente groase i sunt denumite benzi % fiind anizotropice lamicroscopie (indici de refracFie diferiFi pentru diferite planuri de polarizare ale luminiiincidente).enzile de culoare deschisG, denumite I (sunt izotrope, au un singur indice de refracFie),sunt alcGtuite din filamente subFiri, extinse simetric Jn raport cu o linie mai densG ce le

centreazG, aa numita linie . Bilamentele subFiri se extind de o parte i de alta a liniei pe cHte 1 Sm.Dinia este alcGtuitG de o proteinG Jn reFea ce apare Jn dezvoltarea embrionarG Jnainteafilamentelor subFiri i Jmpletindu-se cu acestea, le ancoreazG. %stfel este menFinutGdispunerea regulatG a complexului filamentelor subFiri.$arcomerul este alcGtuit din structurile cuprinse Jntre douG linii consecutive. Aeci unsarcomer este alcGtuit dintr-o bandG % avHnd la fiecare din capete cHte o jumGtate debandG I.


39/94

Rn fibra muscularG existG trei tipuri de reFele filamentoase."e lHngG reFeaua filamentelor groase (miozinG) i reFeaua filamentelor subFiri (actinG ialte proteine) existG i o reFea filamentoasG ce asigurG elasticitatea muscularG.+lasticitatea muscularG intrinsecG este asiguratG de cGtre douG proteine gigante titina inebulina.

*itina sau conectina este o proteinG gigantG (/// 0Aa) i extrem de abundentG(cantitativ a treia proteinG a muchiului dupG actinG i miozinG). porFiune a moleculeibogatG Jn resturi de prolinG, acid glutamic, valinG i lizinG asigurG elsaticitatea titinei iimpune o tensiune pasivG sarcomerelor.&ebulina (


40/94

#n grup de sarcotubule i douG cisterne terminale (Jn total trei elemente) este denumittriadG.*riadele sunt regiuni unde sistemul tubular este Jn strHnsG contiguitate cu pGrFile umflateale reticulului sarcoplasmatic (aa zisele cisterne).*riadele sunt elemente cheie ale cuplajului excitaFie-contracFie. Rn timpul excitaFiei

musculare calciul stocat Jn cisternele terminale este eliberat pentru a se putea fixa petroponinG i sG permitG interacFiunea filamentelor groase cu filamentele subFiri.Bilamentele subFiri sunt compuse din trei tipuri de proteinG-actinG, tropomiozinG itroponinG aflate Jn proporFie de =1=1.#nitatea funcFionalG necesarG pentru relaxare cuprinde monomeri de actinG, 1 complexde tropomiozinG i 1 complex de troponinG.Bilamentele groase sunt alcGtuite din miozinG i Jn mult mai micG mGsurG din alteproteine.&umai actina i miozina sunt direct implicate Jn generarea de tensiune, complexultropomiozinic i troponinic sunt proteine de reglare JntrucHt regleazG interacFiunea actinG-miozinG.

Bilamentele subFiri sunt formate din douG lanFuri de actinG B formate din polimerizareaactinei (globulare).%ctina este o proteinG monomericG globularG cu o greutate de 42./// daltoni. #n globde actinG are un diametru de 4-7 nm.%ctina B este un polimer alcGtuit din peste // monomeri de actinG .*ropomiozina previne interacFiunea miozinei cu actina, efect modulat de troponinG.Tro5omio#inaeste o proteinG alungitG, alcGtuitG din douG lanFuri Jn elice. %re o greutatede


41/94

Biecare punte se fixeazG, trage i se detaeazG de actinG. +nergia este furnizatG de cGtre%*". "rocesul este reglat de cGtre calciu, troponinG i tropomiozinG.BorFa de alunecare produsG depinde de cantitatea de calciu eliberatG de cGtre reticululsarcoplasmic. 9idroliza %*" realizeazG de %*"-aza miozinei permite rotaFia capetelor demiozinG Jn jurul situsului de legare a actinei. BorFa de alunecare depinde de numGrul de

punFi active i de viteza de fixare i detaare a punFilor. +xistG i o diferenFG Jntre forFelesarcomerice individuale.Aetaarea punFilor este de asemeni un proces activ, consumatorde %*". $arcomerele acFioneazG asemeni unor cremaliere minuscule (Dassagne B.).'eticulul sarcoplasmic este actorul privilegiat al acestei piese. +l are rol esenFial atHt JncontracFie (eliberarea calciului) cHt i Jn relaxarea muscularG (captarea calciuluiintracitoplasmatic). ContracFia depinde de activarea canalului calcic cuplat cu receptorulsensibil la rianodinG'elaxarea depinde de capacitatea de stocare a calciului prin acFiunea unei %*"aze calciu-magneziu dependente ce reconstituie depozitele calcice reticulare Jmpotriva gradientuluide concentraFie.*ransportul a doi ioni de calciu Jn interiorul reticulului sarcoplasmic KcostGL o moleculG

de %*" ce urmeazG a fi hidrolizatG.Calciu este pompat Jn timpul relaxGrii musculare de cGtre reticulul longitudinal(membranG cu foarte multe pompe) iar stocarea i eliberarea se face de cGtre reticululjoncFional care are puFine pompe calcice dar multe canale calcice i care conFine proteinace leagG calciul, calce>uestrina.CHnd potenFialul de acFiune prin sistemul de tuburi * depolarizeazG membrana se induceeliberarea calciului din reticulul sarcoplasmic Jn citoplasmG.ConcentraFia calciului liber Jn citoplasmG crete de o sutG de ori (de la /,1 S! la 1/ S!).Calciul interacFioneazG cu troponina C, tropomiosina trage de actinG expunHnd-omiozinei, se formeazG punFi, este suprimatG inhibarea %*"-azei actomiozinice de cGtretroponina-I. 'ezultG contrac>ia mu3cular?.

CHnd reticulul sarcoplasmatic sechestreazG calciu i se restabilete inhibiFia printroponinG 3 tropomiozinG se produce rela6are mu3cular?%Cum se transmite impulsul de la nerv la muchiul striatYCea mai micG parte dintr-un muchi ce se poate contracta independent se numete unitatemotorie.#nitatea motorie este alcGtuitG dintr-un singur neuron motor i de grupul de fibremusculare pe care acesta le inerveazG.BrecvenFa impulsurilor ce vin prin neuronul motor variazG mult, limita inferioarG aimpulsurilor fiind de 1


42/94

-Contactul dintre axonul neuronului motor i fibra muscularG se face la nivelul uneiformaFiuni specializate denumite placa neuro-motorie.-Ae altfel, Jntre cele douG nu existG un contact direct. Da nivelul plGcii motorii membranamodificatG a fibrei musculare formeazG o serie de pliuri.-*erminaFiile demielinizate ale neuronului motor se aflG Jn anFurile menajate de aceste

pliuri Jntre cele douG structuri fiind o fantG sinapticG foarte JngustG de 7// %.-*erminaFiile nervoase posedG multiple vezicule sinaptice ce conFin acetilcolinG.-"e partea opusG, Jn crestele plGcii motorii se aflG receptori nicotinici.-Rn fanta joncFionalG se aflG enzima acetilcolinesteraza.- %cetilcolina are un rol central Jn procesul de transmisie neuromuscularG.-*ransmisia neuromuscularG este un proces de amplificare JntrucHt potenFialul de acFiunea nervului produce un potenFial de acFiune a muchiului cu mult mai mare.%cetilcolina este sintetizatG Jn axoplasma neuronului din colinG i acetilcoenzimG %.Rn faFa crestelor de pe faldurile postsinaptice de pe membrana muchiului sunt dispuse pecapGtul nervos presinaptic aa numitele bare dense avHnd la capGt vezicule de acetilcolinGimediat mobilizabile.

$timularea nervului crete sinteza de acetilcolinG prin creterea concentraFiei intracelularede sodiu.%cetilcolina este depozitatG Jn nervul terminal Jn vezicule. cantitate de ?/6 dinacetilcolina depozitatG Jn nerv poate fi eliberatG de cGtre potenFialul de acFiune.Ce anume varsG o veziculG Jn fanta sinapticGY"e lHngG acetilcolinG se eliminG %*", veziculinG, colesterol, fosfolipide i calciu. *oFicomponenFii sunt reciclaFi i reintrodui Jn circuit.#n potenFial de acFiune al nervului implicG exocitoza a 2// de vezicule ce conFin2//x17//8 //./// de molecule de acetilcolinG ce declaneazG un potenFial la nivelulplGcii muchiului.+ste un mecanism cu o marjG de securitate de 7//6.

Ca impulsul sG se propage prin nerv sGrind peste nodurile lui 'anvier este necesarGprezenFa calciului extracelular. +xocitoza veziculelor este de asemenea condiFionatG decGtre calciu.Calciul se leagG de proteina numitG calmodulin, complexul calci-calmodulin activeazGdiverse enzime i afecteazG proteinele structurale ale veziculelor inclusiv sinapsina.ezicula fuzioneazG cu membrana prejoncFionalG a nervului i Ji varsG conFinutul JnfantG."entru fiecare moleculG de acetilcolinG eliberatG existG 1/ receptori ce ateaptG de cealaltGparte a fantei. AupG excitaFia receptorului porul nicotinic a acestuia se deschide,membrana devenind permeabilG pentru sodiu, potasiu, calciu, magneziu i amoniu.Biecare moleculG de acetilcolinG poate stimula un singur receptor de nicotinG i sG

deschidG canalul ionic doar pentru o milisecundG.AupG acest interval acetilcolina estehidrolizatG de cGtre acetilcolinesterazG. %cetilcolinesteraza este localizatG Jn pliurilejoncFionale i Jn lamina bazalG a structurilor fantei sinaptice. Biecare moleculG deacetilcolinesterazG are ase situsuri enzimatice ce atrage i hidrolizeazG acetilcolina.'eceptori nicotinici se aflG i pe terminaFiile nervului ei avHnd rolul sG creascGmobilizarea acetilcolinei i eliberarea acesteia din vezicule printr-un feed-bac5 pozitiv."rintr-un mecanism JncG incomplet JnFeles receptorii de acetilcolinG dispui prejoncFionalmobilizeazG veziculele de acetilcolinG sG se deplaseze Jn zona activG gata de eliberare Jn


43/94

cazul Jn care sosete un alt impuls nervos. !8mobilizare."otenFialul transmembranar la nivelul plGcii este de 3 ;/m. Interiorul fibrei musculareeste electronegativ. Rn condiFii normale de funcFionare se produce o depolarizare de 4/m, potenFialul transmembranar scGzHnd la -7/ m.CHnd potenFialul plGcii neuromotorii atinge acest nivel critic se propagG un potenFial de

acFiune ce se supune legii tot sau nimic i care trece via sarcolemG sG elibereze Ca@@ dinreticulul sarcoplasmatic sG activeze contracFia fibrei musculare.'eceptorii nicotinici'eceptorii nicotinici pentru acetilcolinG a membranei postsinaptice sunt dispui Jnciorchini distincFi pe QumeriiL faldurilor membranei joncFionale. Biecare ciorchine are undiametru de /,1! i conFine cHteva sute de receptori. Biecare receptor are cincisubunitGFi din care douG, aa zisele alfa (cu o greutate molecularG de 4/./// daltoni) suntidentice.'eceptorii alcGtuiesc structuri cilindrice ce traverseazG membrana celularG i carealcGtuiesc un canal central, aa numitul ionofor, care Jn mod obinuit este Jnchis.Biecare unitate alfa are pe suprafaFa sa extracelularG o unicG zonG de legare pentru

acetilcolinG, zonG Jn care se pot fixa i pahicurarele."entru ca un receptor sG fie activat trebuie ca ambele situsuri alfa sG fie ocupate.Consecutiv legGrii celor douG situsuri din subunitGFile alfa se produce o modificarestructuralG a complexului receptor care deschide pentru o clipG canalul ionofor(aici clipaeste egalG cu o milisecundG) . stimulare unicG produce un ciclu contracFie-relaxare a muchiului numit 3ecu3?%$ecusa este precedatG de o perioadG de latenFG de 2-4 msecunde iar uneori Jn aceastGperioadG muchiul ce trebuie sG execute contracFia se lungete. +ste aa numita rela6are7e laten>?a cGrei substrat subcelular nu se cunoate dar care creeazG condiFii optimepentru dinamica punFilor dintre fibrele contractile ale muchiului. stimulare repetatG, efectuatG Jnaintea relaxGrii complete a muchiului, duce la o

contracFie care este sumatG cu prima. +ste aa numitul "enomen 7e 3umare.E"ectul 7e 3umareeste rezultatul adiFionGrii calciului liber din sarcoplasmG, eliberat dinreticul de cel douG stimulGri.'epetarea la ratG mare a stimulului va face ca muchiul sG rGmHnG constant contractat.+ste aa numitultetanu3(Jn greaca veche tetanos8rigid)."latoul contracFiei tetanice este la un nivel mai ridicat de tensiune decHt vHrful secusei.*etanosul nu poate fi menFinut foarte mult timp din cauza oboselii a cGrei mecanism intimrGmHne necunoscut . diviziune de timp este de 7 ms.$8stimulus, D"8perioadG de latenFG, D'8relaxare de latenFG!uchiul scheletic este un ansamblu de fibre cu caracter divers, avHnd proprietGFi

metabolice i contractile proprii.-muDcii 5o3turalice acFionHnd antigravitaFional menFin postura. $unt alcGtuiFi prioritardin fibre de tip I, foarte rezistente la obosealG, fibre QroiiL cu contracFie lentG imetabolism oxidativO-muDcii "a#ici(de acFiune), cei ce permit diverse micGri. ConFin fibre cu contracFierapidG, IIa de tip metabolic oxidativ i glicolitic foarte rezistent la obosealG i fibre de tipIIb, de tip metabolic glicolitic, foarte sensibile la obosealG.


44/94

Bibrele musculare rosii

Bibrele ce Gi asigurG %*" prin fosforilare oxidativG au un echipament pe mGsurG. +le auun important echipament mitocondrial i sunt Jnconjurate de numeroase vase sanghine.%u de asemeni un fixator proteic reversibil de oxigen, mioglobina. !ioglobina crete rata

de difuziune a oxigenului Jn fibra muscularG i asigurG un mic depozit de oxigen.!ioglobina dG i culoarea caracteristicG a fibrei oxidative, o culoare roie JnchisG. AinaceastG cauzG fibrele oxidative sunt deseori denumite i fibre musculare roii.

i4rele mu3culare al4e

Bibrele ce Gi asigurG %*"-ul prin glicolizG sunt denumite i fibre albe. +le au putinemitocondrii,dar multe enzime glicoliticeCele douG caracteristici generale amintite (capacitatea %*"-azicG a miozinei i tipulmetabolic de generare a %*"-ului) determinG clasificarea fibrelor musculare striatescheletice Jn trei tipuri:

-Bibrele de tip I (lent-oxidative). $unt fibre cu activitate %*"-azicG a miozinei scGzutG icu mare capacitate oxidativG.-Bibrele de tip II a (rapid-oxidative). $unt fibre cu activitate %*"-azicG a miozinei ridicatGi cu mare capacitate oxidativG.-Bibrele de tip II b (rapid-glicolitice). $unt fibre cu activitate %*"-azicG a miozineiridicatG i cu capacitate glicoliticG mare.

MUSCHII NETEZI

!uchii netezi, involuntari sunt dispui Jn peretele organelor cu lumen (tub digestiv, cGiurinare, artere) i Jn jurul retinei reglHnd accesul luminii la aceasta.

Bibra muscularG netedG are diametrul de 2/ ori mai redus ca fibra striatG i o lungime demii de ori mai redusG. %u o mare elasticitate i rezistenFG la effort. %ceste fibre se potJntinde la dublul lungimii din starea de repaus i suportG timpi de contracFie de / ori mailungi ca muchii voluntari."e plan metabolic au o deosebitG eficacitate energeticGboseala muscularG este scGderea tensiunii pe care o dezvoltG muchiul ca efect alactivitGFii contractile prealabile. $e produc de asemeni scGderea vitezei de scurtare iscGderea vitezei de relaxare.E3te legat? o4o3eala 7e 3c?7erea cantit?>ii 7e ATP 7inmuDci$-a constatat cG Jn muchiul obosit cantitatea de %*" este doar uor mai redusG decHt Jnmuchiul aflat Jn stare de repaus i nu suficient de scGzutG pentru a afecta ciclurile de

cuplare a punFilor dintre proteinele contractile.AacG nu ar apGrea oboseala, %*"-ul ar scGdea pHnG cHnd punFile dintre proteinelecontractile ar fi blocate Jntr-o manierG de tip rigor. +ste deci posibil cG oboseala a apGrutca un mecanism biologic ce evitG fenomenele de rigor.Rn timpul eforturilor scurte de mare intensitate se produce o insuficienFG a cuplGrii JntreexcitaFie i contracFie. 'ecuperarea dupG eforturi rapide de scurtG duratG este rapidG (deordinul minutelor) pe cHnd recuperarea dupG eforturi de lungG duratG dureazG ore.


45/94

B'I$D

!uchiul intervine Jn termoreglare asigurHnd termogeneza prin creterea tonusuluimuscular i prin frison.Brisonul termic este o succesiune de secuse clonice ale musculaturii striate. BrecvenFa

contracFiilor este de 7-1/ pe secundG. Comanda motorie este extrapiramidalG."roducFia de cGldurG Jn timpul frisonului generalizat este de cinci ori cHt cea din repaus.ContracFia izometricG maximalG produce 1PC pe minut (7/ V per 5g de muchi).*ermogeneza prin frison nu poate fi menFinutG mai mult de -7 ore.

Cum e3te alc?tuit? maDina cimic? ce "urni#ea#? energie muDciului

$ursa de energie a contracFiei musculare este ruptura enzimaticG a unei moleculemacroergice i anume molecula de %*". DegGturile chimice Jntre cele trei resturi de fosfatsunt macroergice, fiecare dintre ele stocHnd // calorii=mol de %*". %ceastG cantitateeste suficientG pentru cel mult secunde de activitate muscularG maximG.

Ain aceastG cauzG existG mecanisme, multiple, ce refac stocul de %*". +xistG Jn celulamuscularG un depozit a unei alte substanFe ce conFine o legGturG macroergicG i anumecreatinfosfatul.DegGtura macroergicG conFine o cantitate mult mai mare de energie decHt cea a %*"-ului(1/// calorii=mol Jn raport cu //) i Jn mulFi muchi cantitatea de creatinfosfat este de2-4 ori mai mare decHt cea a %*"."utem vorbi de un sistem unic JnglobHnd %*" i creatinfosfatul altG sursG de refacere al %*"-ului muscular este 3i3temul glicogen-aci7 lactic%%drenalina, hormonul stresului, activeazG glicogenoliza atHt la nivel hepatic cHt i la nivelmuscular, glucagonul activeazG numai glicogenoliza hepaticG.Aegradarea glicogenului i a glucozei se produce anaerob i rapid, producerea energiei

este de 2,7 ori mai rapidG decHt pe calea oxidativG. Aeci un sistem autonom, independentde oxigen, i rapid.+ste un mecanism de Qa doua linieL cu o vitezG pe jumGtate cHt a sistemului fosfagen darasigurG la o performanFG scGzutG Jn raport cu fosfagenul o duratG mai mare de acFiune de1/ ori mai lungG.+ste sistemul ce asigurG energia contracFiei musculare viguroase pe o perioadG scurtG saumoderatG.!olecula de glucozG este scindatG Jn douG molecule de acid piruvic i din fiecaremoleculG de glucozG liberG rezultG 4 molecule de %*". %cidul piruvic poate fi convertit Jnacid lactic i sG nu necesite pe aceastG cale metabolism oxidativ. %cidul lactic produce ostare de extremG obosealG, febra muscularG i pe aceastG cale limiteazG efortul. +ste o

supapG necesarG de protecFie cGci efortul excesiv poate ucide.Ce @n3eamn? '222 Fcal @n termeni 7e e"ort "i#ic

$-a demonstrat cG pentru eforturi prelungite cheltuiala energeticG este constantG de 15cal=5gc=5m parcurs. %ceasta JnseamnG cG Jntr-o cursG de maraton un individ de / 5gcheltuiete /// 5cal. lucoza este extrem de importantG atHt pentru muchi cHt i pentrucelula nervoasG.


46/94

Celula nervoasG nu are rezerve de energie depuse Jn celulG, nu are depozite de glicogen(acestea sunt nesemnificative, de ordinul a douG minute de funcFionare).AupG epuizarea rezervelor se produce un proces de generare a g

185989406 cursuri fiziologie anul 1 semestru 1 galati

Documents