PROPRIET

ILE CELULEI

Realizat: prof. Silvia Olteanu

Propriet ile celuleisinteza proteic reproducerea celular metabolismul celular transportul transmembranar poten ialul de membran

Transportul transmembranarMembrana celular prezint permeabilitate selectiv pentru anumite molecule i majoritatea ionilor: ionilor:permite un schimb bidirec ional de substan e nutritive i produ i ai catabolismului celular; celular; un transfer ionic, care determin apari ia curen ilor ionici. ionici.

Mecanismele transportului transmembranarA1) Mecanisme care nu utilizeaz proteine membranare transportoare (c r u i):difuziunea osmoza

A2) Mecanisme care utilizeaz proteine membranare transportoare (c r u i)difuziunea facilitat transportul activ

Clasificare dup consumul energetic:B1) Transport pasiv nu necesit energie pentru a se desf ura: B2) Transport activ necesit cheltuial energetic (ATP).

A1. Mecanisme care nu utilizeaz proteine transportoare 1) Difuziunea moleculele unui gaz ca i moleculele i ionii afla i n solu ie se g sesc ntrntro mi care dezordonat permanent , rezultat al energiei lor = difuziune = determin r spndirea uniform a moleculelor ntr-un volum dat de gaz ntrsau solu ie. ie. n cazul existen ei unui gradient de concentra ie (diferen de concentra ie) ntre 2 compartimente ale unei solu ii, mi carea molecular tinde s elimine aceast diferen , distribuind moleculele uniform. uniform.

Datorit structurii sale, membran celular permite difuziunea:moleculelor nepolarizate (liposolubile): O2, hormoni steroizi; moleculelor organice care prezint leg turi covalente polare, dar nu sunt nc rcate electric: CO2, etanol sau ureea;

Nu permite :trecerea moleculelor polarizate mari: glucoza (are nevoie de proteine transportoare; pasaj ionic liber ionii pot traversa doar la nivelul canalelor ionice cu structur proteic (vizibile doar la M.E.)

2) Osmoza= difuziunea apei (solventului) dintr-o solu ie dintrse bazeaz pe faptul c membrana este semipermeabil (este mai permeabil pentru moleculele de solvent dect cele pentru solvit); solvit); apa trece din compartimentul n care concentra ia ei este mai mare (solu ie mai diluat ) n cel cu concentra ie mai mic (solu ie mai concentra ); ); for a care trebuie aplicat pentru a preveni osmoza se nume te presiune osmotic = este propor ional cu num rul de particule dizolvate n solu ie. ie.

A2. Mecanisme care utilizeaz proteine transportoare Moleculele organice polarizate i cu greutate molecular mare traverseaz membrana celular cu ajutorul proteinelor transportoare membranare. membranare. este un tip de transport specific, saturabil (va exista un transport maxim pentru o anumit substan ) i pentru aceea i protein transportoare poate ap rea competi ia ntre moleculele de transportat. transportat. B1. Difuziunea facililat transport pasiv moleculele se deplaseaz conform gradientului de concentra ie; ie; - nu este necesat energie pentru transport. transport.

B2) Transport activasigur deplasarea moleculelor i a ionilor mpotriva gradientelor lor de concentra ie se desf oar cu consum de energie furnizat de ATP. ATP.

Tipuri de transport activ: activ:primar: primar:pentru func ionarea proteinei transportoare este necesar hidroliza direct a ATP-ului ATPproteinele transportoare se numesc pompe. pompe.

secundar

cotransport: cotransport:

energia necesar pentru transferul unei molecule sau ion mpotriva gradientului s u de concentra ie este ob inut prin transferul altei energii conform gradientului ei de concentra ie; ie; ex. ex. pompa de Na+ /K+

vezicular: vezicular:endocitoza: endocitoza: fagocitoz i pinocitoz : materialul extracelular este captat n vezicule formate prin invaginarea membranei celulare i transferat intracelular; intracelular; exocitoz : materialul intracelular este captat n vezicule care vor fuziona cu membrana celular , iar con inutul lor va fi eliminat n exteriorul celulei. celulei.

Poten ialul de membranPoten ialul de membran = diferen a de poten ial creat de distribu ia inegal a sarcinilor de o parte i de alta a membranei creat prin:permeabilitatea selectiv a membranei prezen a intracelular a moleculelor nedifuzibile nc rcate negativ activitatea pompei Na+ /K+.

are o valoare medie de -65 mV pn la -85mV 85mV (valoare apropiat de cea a poten ialului de echilibru pentru K+) depinde de permeabilitatea membranei pentru diferite tipuri de ioni termenul repaus = desemneaz un poten ial de membran atunci cnd la nivelul acesteia nu se produc impulsuri electrice; electrice; valoarea poten ialului se datoreaz pompei Na+ /K+: reintroduce n celul K+ difuzat la exterior i expulzeaz Na+ p truns n celul , n raport de 2 K+ la 3Na+. n absen a unui stimul, o celul i men ine relativ constant concentra ia intracelular a ionilor de sodiu i potasiu i un poten ial membranar constant. constant.

Poten ialul membranar de repaus

Poten ialul de ac iuneeste modificarea temporar a poten ialului de membran ; celulele stimulate electric genereaz poten iale de ac iune prin modificarea poten ialului de membran ; mecanismele de producere, aspectul i durata poten ialului de ac iune sunt n func ie de tipul de celul , dar modificarea poten ialului de membran se datoreaz unor curen i electrici care apar la trecerea ionilor prin canalele membranare specifice, ce se nchid sau se deschid n func ie de valoarea poten ialului de membran . Valori ale PA: PA:pentru neuron: valoarea PA: +45 mV neuron: PA: celula miocardic ventricular :aprox. +5 mV aprox. fibr muscular neted de la nivelul antrului gastric: valori gastric: negative:aprox. negative:aprox. - 20 mV; mV;

Fazele poten ialului de ac iune:a. Pragul: celulele excitabile se depolarizeaz Pragul: rapid, dac valoarea poten ialului de membran este redus la un nivel critic = poten ial prag; prag; odat atins pragul, depolarizarea este spontan ; Poten ialul de ac iune este un r spuns de tip totul sau nimic stimulii subliminari - cu o intensitate inferioar pragului nu provoac depolarizarea i declan area unui impuls; impuls; stimulii supraliminari nu determin o reac ie mai ampl dect stimulul prag. prag.

b. Panta ascendent depolarizarea apare dup atingerea poten ialului prag i se datoreaz cre terii permeabilit ii membranei pentru Na+- va p trunde n celul prin canale ionice speciale voltaj dependente: se deschid atunci cnd poten ialul de membran atinge valoarea prag. c) Panta descendent = repolarizarea poten ialul revine la valoarea de repaus prin ie irea K+ din celul prin canale speciale pentru acest ion, care se deschid, de asemenea, n prezen a stimulului.

Perioada refractar = intervalul de timp pe parcursul c ruia este dificil de ob inut un poten ial de ac iune. iune. exist 2 perioade refractare: refractare:perioada refractar absolut : indiferent de inntensitatea stimulului, nu se poate ob ine un nou poten ial de ac iunecuprinde panta ascendent a poten ialului de ac iune i o por iune din cea descendent i se datoreaz inactiv rii canalelor pentru sodiu; sodiu;

perioada refractar relativ se poate ini ia un al doilea poten ial de ac iune dac stimulul este suficient de puternic; PA nou ap rut are o vitez de apari ie a puternic; pantei ascendente mai mic i o amplitudine mai redus dect n mod normal. normal.

PA, odat generat n orice punct al membranei excitabile, va stimula zonele adiacente ale acesteia, propagndupropagndu-se n ambele sensuri, pn la depolarizarea complet a membranei. membranei. Transmiterea depolariz rii n lungul fibrei nervoase sau musculare = impuls nervos, respectiv impuls muscular. muscular. Propriet ile speciale ale celulei: celulei:contractilitatea proprietatea celulelor musculare de a transforma energia chimic a unor compu i n energie mecanic ; activitate secretorie fiecare celul sintetizeaz substan e proteice i lipidice proprii, necesare pentru refacerea structurilor, pentru cre tere i nmul ire; sunt celule ire; specializate n producerea de substan e pe care le export n mediul intern (secre ie endocrin ) sau extern (secre ie exocrin ). ).

Poten ialul de membran la +40mV: 40mV:

variaz

de -65mV 65mV

Depolarizarea cre te prin cre terea permeabilit ii pentru Na canalele voltajvoltajdependente pentru Na se deschid Na difuzeaz n celul ;

Poten ialul de membran revine la -65mV : 65mVCanalele voltaj-dependente pentru K se deschid voltajK difuzeaz n afara celulei depolarizarea scade. scade.