Homeostazia celulara

Homeostazia celulară şi a mediului intern

Mediul intern constituie spaţiul înconjurător al celulelor din organism.

Homeostazia constă în menţinerea constantă a proprietăţilor mediului intern pentru a permite activitatea normală a celulelor. Cronomul Membrana celulară Canalele membranare Pompa de Na+-K+ Receptorii membranari Enzimele efectoare

Comunicarea celulară se realizează prin mai multe mecanisme: comunicarea neurală prin neurotransmiţători comunicarea endocrină prin hormoni comunicarea paracrină prin substanţe care acţionează

asupra celulelor învecinate comunicarea autocrină prin substanţele eliberate care

acţionează asupra aceleiaşi celule

Potenţialele electrice celulare se datoreaza repartizării ionilor de o parte şi de alta a membranei şi mişcărilor acestora prin canale.

Homeostazia celulară şi a mediului intern

Homeostazia celulară şi a mediului intern

Celula este unitatea funcţională a organismului,fiecare ţesut fiind format dintr-un mare număr de celule cu aceleaşi tipuri de funcţii precis delimitate.

Compoziţia mediului intern este menţinută prin variate procese fiziologice prin funcţia denumită de Walter Cannon homeostazie.

Conceptul de homeostazie a mediului intern a căpătat azi un sens nou dată fiind recunoaşterea unor limite mai largi ale normalităţii în cadrul existenţei cronomilor care definesc structura temporală a variabilelor sau sistemelor biologice.

Semnificaţia biologică ca şi proprietăţile algoritmice previzibile ale cronomilor sunt studiate de cronobiologie.

Intre celule şi mediul intern, reprezentat de lichidul extracelular, există un permanent schimb de substanţe ce are loc prin intermediul membranelor celulare.

Homeostazia celulară şi a mediului intern

Membrana celulara

Membrana celulară are o grosime de 7-10 nm şi o structură complexă lipido-proteică.

Componentele principale ale membranei sunt lipidele şi proteinele. modelului mozaicului fluid:

proteinele membranare se inseră şi plutesc în stratul dublu lipidic

stratul lipidic: fosfolipide, glicolipide şi colesterol

Moleculele lipidice au: o regiune polară hidrofilică

(la exterior ) o regiune hidrofobică

(la interior)

• In interiorul celulelor există o reţea tridimensională de proteine citoscheletul - participă la menţinerea formei celulelor, la transportul intracelular, la mişcarea celulară şi la dispunerea organitelor celulare.

Membrana celulara

• Membrana celulară nu este o structură rigidă – are fluiditate care poate varia. • Modificările fluidităţii pot influenţa activitatea celulară .

• Funcţional unele proteine sunt: o proteine transmembranare - formează transportori care

conduc diferite substanţe prin membrană sau canale ionice o receptorii pentru diferiţi mesageri o enzime care activează sau inactivează intermediarii metabolici

Structura schematică a membranei celulare. În stratul dublu lipidic se inseră molecule proteice care formează canale, transportori, receptori sau enzime

Membrana celulara

• Membrana celulară constituie un sistem de recepţie-transducţie a unor semnale sau mesaje ce ajung la nivel celular.

Celulele pot influenţa caracteristicile homeostatice ale organismului prin intermediul unor mecanisme legate de:

o permeabilitatea membraneio conţinutul intracelular o transportul ionic

Canalele membranare

Sunt structuri proteice care au un centru apos ce permite trecerea substanţelor fără a reacţiona cu acestea.

Specificitatea transportului se realizează prin mărimea şi încărcătura substanţei iar fluxul poate fi reglat prin închiderea sau deschiderea căii de trecere.

Tipuri de canale: canale care sunt deschise permanent canale care prezintă nişte “porţi” canale care se deschid în urma distensiei

membranei Exemplu : canalul de Na+ implică

prezenţa “porţilor” a căror deschidere şi închidere este influenţată de nivelul potenţialului electric al membranei şi realizează activarea sau inactivarea canalului

Modelul unui canal ionic cu porţile de activare (A) şi de inactivare (I).

Proteinele transportoare

Leagă ionii sau alte molecule şi îşi modifică configuraţia pentru a le transporta prin membrană.

Mişcarea are loc: pasiv în sensul gradientului electrochimic activ împotriva gradientului şi cu consum

energetic realizat prin hidroliza ATP; Moleculele transportorului au în acest caz rolul unei enzime care catalizează hidroliza ATP

Pompa de sodiu se găseşte în toate celulele şi are rolul de a menţine diferenţa de potenţial între exteriorul şi interiorul celulei.

Apa se poate mişca liber prin membrana celulelor dar există şi canale speciale pentru transportul apei denumite aquaporine.

Pompa de Na+ şi K+ este formată din 2 perechi de subunităţi α şi ß. Prin schimbul activ se scot din celulă 3 Na+ şi se introduc 2 K+ realizându-se o acţiune electrogenică ce readuce potenţialul la valoarea de repaus.

Receptorii membranari

Receptorii membranari (natura proteica) → molecule de semnalizare → informatii celulelor.

Liganzii : - agonisti → favorizeaza activitatea receptorului -antagonisti → blocheaza activitatea receptorului

→ rol in practica terapeutica

Receptorii : - adrenergici ← adrenalina si noradrenalina - colinergici ← acetilcolina

→efecte importante asupra inimii si a vaselor de sange

Receptorii membranari

Numarul receptorilor la nivelul unei celule este inconstant, acesta putand scadea daca moleculele mesagerului sunt in exces, sau putand creste daca mesagerul este in cantitati mici.

Enzimele efectoare → rol important in declansarea raspunsului celular, caracterizat in general prin modificarea sintezei proteice

Permeabilitatea membranei celulare

Membrana celulara → bariera in calea trecerii

libere a diferitelor substante → se comporta deci ca o

membrana semipermeabila, lasand sa treaca substantele dintr-o parte in alta in mod selectiv si in anumite conditii.

Aceasta selectivitate sta la baza repartizarii inegale a unor ioni in interiorul si exteriorul celulei si implicit a sarcinilor electrice.

Repartizarea ionică inegală a ionilor în interiorul şi exteriorul celulei şi mişcările acestora în funcţie de gradientele electro-chimice sau activitatea pompelor ionice.

Potentialul de membrana

Potentialul de membrana (sau de repaus)→ diferenta de potential (70-90 mV) datorita repartizarii inegale a unor ioni de o parte si de alta a membranei celulare (in ext predomina Na+ iar in int K+)

Potentialul de actiune → variatia potentialului de repaus datorita excitarii celulei

 Membrana celulara : in repaus → mai permeabila pt. K+ care tinde sa paraseasca celula → mentinerea potentialului de repaus

Daca membrana se depolarizeaza prin aducerea de sarcini negative la suprafata celulei, diferenta de potential transmembranar se reduce si atunci cand acesta atinge pragul critic de depolarizare, se declanseaza potentialul de actiune (initiat de patrunderea masiva a Na+ in celula).

Potentialul de membrana

Patrunderea Na+ in celula → inversarea polarizarii de repaus → membrana negativa la ext. si pozitiva la int. => K+ va iesi din celula → patrunderea Na+ redusa => readucerea potentialului de membrana la nivel initial realizand repolarizarea.

Ca2+ → poseda canale propri cu cinetica mai lenta (rol imp. in celulele miocardice)

Deficitul de Ca2+ in mediul extracelular va creste permeabilitatea canalelor de Na+ ce se insoteste de hiperexcitabilitate neuromusculara cu aparitia crizelor de tetanie.

Transportul substantelor prin membrana celulara

Prin funcţia sa de transport membrana celulară permite pătrunderea substanţelor necesare activităţii celulare şi ieşirea produşilor de metabolism sau a substanţelor care reprezintă mesageri pentru alte celule.

Se descriu 2 mari tipuri de transport : pasiv

Difuziunea Difuziunea facilitata Osmoza

activ Transportul activ primar Transportul activ secundar

Difuziunea

Difuziunea este micarea care determina raspandirea uniforma a moleculelor intr-un volum dat de solutie sau gaz. Mebrana celulara nu reprezinta o bariera in difuziunea moluculelor nepolarizate (liposolubile), ca de exemplu O₂ sau hormoni steroizi. Moleculele organice, care prezinta legaturi polare , dar nu sunt incarcate electric CO₂, etanol sa uree , pot traversa membrana celulara.

Osmoza

Osmoza este difuziunea apei dintr-o solutie, ea realizandu-se cu ajutorul ueni membrane semipermeabile. Apa va trece din comparimentul in care concentratia este mai mare (solutie mai diluata) in cel cu concentratie mai mica (solutie mai concentrata).

Forta care trebuie aplicata pentru a preveni osmoza se numeste presiune osmotica.

Difuziunea facilitata

Moleculele organize polarizate si cu greutate moleculara mare traverseaza membrana celulara cu ajutorul proteinelor transportoare membranare.

Acest tip de transport este specific, saturabil si pentru aceiasi proteina poate aparea competitia intre moleculele de trasnport.

Difuziunea facilitata deplaseaza molecule conform gradientului de concentratie.

Transportul activ

Acesta asigura deplasarea moleculelor si a ionilor impotriva gradientelor lor de concentratie si se desfasoara cu consum de energie furnizata de ATP.

Cel primar necesita pentru functionarea proteinei transportatoare hidroliza directa a ATP-ului. In acest caz proteinele transportatoare se numesc pompe.

In cadrul celui secundar, energia necesara pentru transferul unei molecule impotriva gradientui sau de concentratie este obtinuta prin transferul altei energii, conform gradientului ei de concentratie.

Concluzii

Va multumim pentru atentie!!!

Realizat de: SÂRBU FLORINA ROTARU DAIANA RENTEA ROXANA RUSU LAVINIA

Bibliografie: www.cursurimedicina.ro www.anatomie.romedic.ro ro.wikipedia.org/ www.google.ro (imagini)