obiective - histology.ro...curs 1 histologie (curs introductiv), anul i, sem. 1, 2017/2018 dr....

pag. 1 Curs 1 histologie (Curs introductiv), anul I, sem. 1, 2017/2018 Dr. Mihnea I. Nicolescu

Acest material este destinat exclusiv studenților Facultății de Medicină Dentară din cadrul UMF Carol Davila București. Versiunea 2 – 12 oct. 2017. Pentru întrebări, sugestii și comentarii: [email protected]

OBIECTIVE

Obiective generale Cursul introductiv în histologie își propune să familiarizeze studenții cu noțiunile de biologie celulară, să răspundă la întrebările fundamentale „Sunt toate celulele la fel?”, „Ce conține o celulă umană?”, „Cum funcționează o celulă?”.

Obiective specifice Studenții vor afla informații despre:

1) structura membranei celulare; 2) funcțiile membranei celulare; 3) tipurile de transport membranar.

INTRODUCERE

Histologia Histologia reprezintă știința care se ocupă cu studiul țesuturilor și organizarea acestora în organe. Histologia cuprinde și aspectele de biologie tisulară, de structură și organizare intra- și inter-celulară, în vederea îndeplinirii funcțiilor specifice fiecărui organ. Fiecare țesut conține unul sau mai multe tipuri de celule, precum și o matrice extracelulară, cu care acestea interacționează și care asigură legătura dintre ele. Pentru a putea descrie componentele tisulare – celule, matrice extracelulară și legăturile dintre acestea – este nevoie de o observare a caracteristicilor fiecăreia și a interacțiunilor dintre ele. În vederea realizării acestui lucru, este necesară utilizarea microscoapelor și a tehnicilor de studiu celular și molecular, despre care vom vorbi în cursul acestui semestru. Cursurile de histologie vor include prezentarea celulei și a componentelor acesteia (membrană celulară, citoplasmă, organite, nucleu), a principalelor tipuri de țesuturi (epitelial, conjunctiv, muscular și nervos), iar apoi a integrării acestora în diversele sisteme și organe dintre care un accent deosebit va fi pus pe structurile din sfera de lucru a medicinei dentare – cavitate orală, dinți, glande salivare.

Celula Convențional, organismele vii au fost clasificate în eucariote (ex: animale, plante, fungi) și procariote (ex: bacterii)1. Celula eucariotă diferă fundamental de celula procariotă, în primul rând prin existența unei membrane ce delimitează nucleul, dar și prin prezența de organite cu membrană proprie dispersate în citoplasmă. În cele ce urmează, ne vom referi exclusiv la organizarea celulei eucariote. Prin diversitatea de organite comune și specifice prezente în citoplasmă, celule diferite vor fi capabile să îndeplinească funcții diferite.

1 Ultimele cercetări indică posibilitatea unei alternative la dogmă, bazate pe analiza ARNribozomal și anume trei domenii distincte: Bacteria, Archaea și Eukarya. (Pace, 2006)



MEMBRANA CELULARĂ Celula este alcătuită în principal din trei componente principale: - membrana celulară; - citoplasma, cu diferitele organite; - nucleul. Aceste componente pot varia ca structură și organizare în funcție de tipul celular. Membrana celulară (denumită și membrană plasmatică sau plasmalemă) delimitează celula și separă selectiv conținutul acesteia de mediul extracelular.

Funcțiile membranei celulare Situarea membranei celulare la limita dintre interiorul și exteriorul celulei este un indiciu pentru rolurile îndeplinite de aceasta în relația dintre celulă și mediul extracelular (MEC):

1. Barieră selectivă 2. Transport 3. Comunicare și semnalizare celulară 4. Adeziune celulară

1. Prin controlul continuu al schimburilor de substanțe dintre interiorul și exteriorul celulei, membrana celulară acționează ca o barieră selectivă între celulă și MEC, menținând concentrațiile intracelulare la valori optime necesare desfășurării variatelor procese din celulă. 2. La nivelul membranei celulare are loc transportul, atât dinspre MEC către celulă (ex: intrarea în celulă a glucozei, aminoacizilor, ionilor) cât și dinspre celulă către MEC, pentru păstrarea gradientului chimic și ionic al diferitelor substanțe. 3. Interacțiunea celulei cu MEC se desfășoară prin intermediul membranei celulare. Astfel este posibilă comunicarea și semnalizarea celulară. Stimuli din exteriorul celulei pot acționa asupra receptorilor specifici (porțiuni specializate de la nivelul membranei celulare), declanșând modificări fizice (ex: de conformație) și/sau chimice, cu răspuns în interiorul celulei, unde se activează sau inactivează anumite căi biochimice. 4. Prin participarea la formarea de legături între două celule sau între o celulă și un substrat (ex: membrana bazală – vezi Cursul 4:Țesutul epitelial), membrana celulară intervine în adeziunea celulară. Structurile specializate ale membranelor și ale matricei extracelulare formează în acest caz joncțiuni celulare, de diferite tipuri în funcție de rolul celulelor implicate și gradul de rezistență/mobilitate/adeziune necesar.

Structura membranei celulare Grosimea membranei celulare variază între 7,5-10 nm, situându-se sub limita de rezoluție a microscopului optic (de ≈ 200 nm), deci nu poate fi observată la microscopul optic, ci doar la microscopul electronic, unde, observată cu o putere de mărire corespunzătoare, prezintă un aspect caracteristic trilaminar (cu trei straturi/lamine suprapuse): un strat central electronotransparent (cu grosime de ≈ 3,5 nm) și două straturi electronodense (intern și extern, de ≈ 2nm fiecare).



De-a lungul timpului au fost propuse mai multe modele teoretice pentru reprezentarea structura membranei celulare. În prezent, cel mai explicativ dintre acestea este considerat modelul mozaicului fluid (Singer and Nicolson, 1972). Modelul pleacă de la existența a două straturi de lipide, dispuse cu capetele hidrofile în afară și cozile hidrofobe unele spre celelalte. În Figura 1, capetele hidrofile sunt figurate cu sfere roșii, iar cozile hidrofobe cu galben.

Figura 1. Modelul de mozaic fluid al membranei celulare (By LadyofHats Mariana Ruiz - Own work. Image renamed from File:Cell membrane detailed diagram.svg, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=6027169)

Astfel, benzile electronodense vizibile pe imaginile de microscopie electronică sunt consecința fixării cu tetroxid de Os, care leagă capetele hidrofile (polare) ale fosfolipidelor și a contrastării cu Pb, care se leagă de grupările fosfat (Figura 2).

Bandă electronodensă (către ext. celulei)

Capete hidrofile (fixare cu Os, contrastare cu Pb)

Bandă electronoclară (central) cozi hidrofobe

Bandă electronodensă (către int. celulei) Capete hidrofile (fixare cu Os, contrastare cu Pb)

Figura 2. Explicația aspectului trilaminar al membranei celulare la microscopul electronic. Imagine adaptată după (Singer and Nicolson, 1972)

În acest dublu strat, care formează structura de bază a membranei, lipidele se află într-o continuă dinamică, putând să se deplaseze în cadrul aceluiași strat sau să treacă dintr-un strat în celălalt. Proteinele sunt inserate și plutesc în bi-stratul lipidic. Proporția dintre lipide și proteine variază în funcție de tipul de celulă, dar în medie este ≈ 40:50%. Glucidele prezente la nivelul membranei sunt legate fie de lipide (glicolipide), fie de proteine (glicoproteine).

Lipidele membranare Întâlnim în special trei tipuri de lipide membranare: fosfolipide, colesterol și glicolipide.



Fosfolipidele - cele mai abundente lipide membranare (> 50%); - sunt esteri de alcooli poli-hidroxilici (ex: glicerol, sfingozină) cu acizi grași, ce conțin un

schelet de alcool (ex: glicerol, Figura 3), legat covalent de lanțuri de acizi grași (Figura 4) și de un reziduu de acid fosforic, legat la rândul lui de un compus (ex: colină, serină, etanolamină, inozitol), cu care formează capătul polar al fosfolipidului (Figura 5).

- principalele fosfolipide membranare - fosfatidilcolina(lecitina), fosfatidiletanolamina(cefalina), fosfatidilserina, fosfatidilinozitol, sfingomielina - au o dispunere asimetrică în bistratul lipidic: Foița externă fosfatidilcolina(lecitina), sfingomielina Foița internă fosfatidiletanolamina(cefalina), fosfatidilserina, fosfatidilinozitol

Figura 3. Structura unui fosfolipid.

http://chemistry.tutorvista.com/biochemistry/biological-molecules

Figura 4. Exemple de fosfolipide

http://homepage.smc.edu/wissmann_paul/anatomy2textbook/phospholipids

Figura 5. Caracterul amfifil al fosfolipidelor

http://homepage.smc.edu/wissmann_paul/anatomy2textbook/phospholipids

Fosfolipidele sunt amfifile (hidrofile și lipofile), ce se dispun în dublu strat astfel: - capătul polar hidrofil, cu sarcini electrice, dispus spre exterior (spre MEC sau spre citoplasmă) - capătul nepolar hidrofob (cei doi acizi grași – unul saturat și unul nesaturat), dispus spre interiorul membranei. Astfel rezultă un dublu strat puternic hidrofob (format din cozile nepolare din cele două straturi) ce acționează ca barieră între două medii apoase (interiorul și exteriorul celulei).

Fosfolipidele sunt mobile și pot efectua diverse mișcări: - de translație (practic o difuziune laterală în stratul în care se găsesc); - de rotație (în jurul propriei axe); - de tip flip-flop (prin care trec dintr-un strat în celălalt - foarte rar).

Rolurile fosfolipidelor sunt: - asigură funcția de barieră a membranei celulare. Bistratul lipidic poate fi traversat liber

doar de molecule liposolubile sau molecule mici, nepolare - asigură prin mobilitatea lor caracterul fluid și dinamic al membranei celulare necesar

desfășurării unor activități celulare (ex: endocitoză, secreție, diviziune). Fluiditatea crește odată cu nr. de duble legături (de AG nesaturați din fosfolipide)



Colesterolul - lipid sterolic cu o structură inelară rigidă, inserat printre moleculele de fosfolipide, - se găsește în ambele straturi ale membranei celulare - scade mobilitatea lanțurilor de AG ai fosfolipidelor, reducând fluiditatea membranei. Astfel,

rolul colesterolului este de a conferi stabilitate și rigiditate mecanică membranei, crescând rezistența la deformare a bistratului lipidic.

Glicolipidele

- cele mai rare lipide membranare - conțin reziduuri glucidice (ex: acid sialic, galactoză) atașate covalent de lipide - se găsesc exclusiv la nivelul stratului exterior al membranei, unde participă la formarea

receptorilor membranari (având astfel rol în semnalizarea celulară) și la formarea glicocalixului împreună cu componenta glicoproteică.

(!) Ligandul este molecula care se leagă de un receptor specific, situat pe suprafața externă a membranei celulare. Prin cuplarea ligandului cu receptorul, se produc modificări care pot declanșa căile de semnalizare intracelulară.

Proteinele membranare Proteinele interacționează cu cele două straturi lipidice și în funcție de poziția lor față de acestea, se clasifică în proteine integrale (incorporate direct în interiorul bistratului lipidic) și proteine periferice (legate lax la una dintre suprafețele exterioare ale bistratului).

I. Proteinele integrale (intrinseci) - stabilesc legături covalente (puternice) cu lipidele din bistrat - pot fi cufundate parțial în bistrat (se proiectează pe fața internă sau externă a membranei)

sau străbat complet bistratul = proteine transmembranare (se proiectează pe ambele fețe) Roluri:

1. Transportul prin membrană al ionilor și moleculelor polare care nu pot străbate bistratul lipidic. Acesta poate fi pasiv (prin canale ionice) sau activ (prin pompe ionice).

2. Funcționează ca receptori, permițând celulei să recunoască semnale externe (prin legarea liganzilor din MEC în procese ca stimularea hormonală, endocitoza, reacțiile de tip antigen-anticorp).

3. Activitate enzimatică. Unele enzime digestive (dizaharidaze, dipeptidaze) sunt proteine integrale din membrana enterocitelor.

4. Adeziune intercelulară, prin participarea la formarea joncțiunilor intercelulare. În cazul joncțiunilor de adezivitate, de proteinele transmembranare se ancorează filamente de citoschelet.

II. Proteinele periferice (extrinseci)

- stabilesc legături ionice (slabe) cu lipidele din bistrat sau cu proteinele integrale - localizate în afara bistratului lipidic

o în exteriorul celulei (ectoproteine) o în interiorul celulei (endoproteine) – mai abundente, participă la formarea

citoscheletului membranar = rețea de proteine aplicate pe fața internă a membranei celulare, având o grosime de 5-10 nm.



§ Rolul citoscheletului este de a asigura suportul mecanic al membranei (flexibilitate prin dispunerea în rețea a proteinelor fibrillare – ex: spectrina; rezistență prin proteinele globulare din nodurile rețelei – ex: actina, ankirina). Este foarte important mai ales la celulele care se deformează rapid (ex:hematia, unde citoscheletul menține forma biconcavă a acesteia).

Glucidele membranare - reprezintă componente minore ale membranei (<10%); - formate din lanțuri oligozaharidice (glucoză, N-acetil galactozamina, N-acetil glucozamina,

fucoza, manoza, galactoza, a.sialic) care se leagă covalent de proteinele și lipidele membranare, formând glicoproteine și glicolipide.

- lanțurile oligozaharidice se găsesc doar pe versantul extern al membranei, unde formează glicocalixul (învelișul glucidic ce acoperă suprafața tuturor celulelor) și participă la formarea receptorilor membranari.

Transportul prin membranele celulare

I. TRANSPORTUL IONILOR ȘI MOLECULELOR MICI I.1. Difuziune

- moleculele/ionii se deplasează în sensul gradientului de concentrație (chimic/electric) - are loc fără consum de energie (transport pasiv) - este de 2 tipuri: I.1.1. Difuziune simplă

• numai molecule mici, hidrofobe: gaze (O2, CO2, NO), benzen; sau molecule mici, polare, neîncărcate electric (apă, etanol)

• moleculele se dizolvă în bistratul lipidic și astfel traversează membrana • deplasarea se face spontan, tinzând să echilibreze concentrațiile din ext./int. celulei

I.1.2. Difuziune facilitată • molecule polare și cele încărcate electric, care nu pot străbate altfel bistratul lipidic

(glucoza, aminoacizi, nucleozide, compuși fosforilați, ioni de Na+, K+, Cl–, Ca2+, H+) • moleculele traversează membrana cu ajutorul unor proteine transmembranare, care

le permit trecerea fără a interacționa direct cu miezul hidrofob al membranei și care sunt de două tipuri:

I.1.2.1. Proteine-cărăuș • leagă moleculele una câte una pe fața externă a membranei, apoi suferă

modificări conformaționale, urmate de trecerea prin membrană a moleculelor transportate cu eliberarea lor în citosol și ulterior revin la conformația inițială

• mecanismul este utilizat în transportul glucozei și al aminoacizilor. După ce ajunge în celulă, glucoza este metabolizată rapid pentru a mai permite intrarea unei molecule, întrucât concentrația intracelulară va rămâne scăzută.

I.1.2.2. Proteiene-canal (canale ionice) • aceste proteine transmembranare delimitează canale ionice, prin care ionii

de Na+, K+, Cl–, Ca2+ pot intra/ieși rapid în/din celulă. Canalele se deschid intermitent sub acțiunea unor stimuli care determină modificarea conformației lor, de unde și denumirea de canale ionice cu poartă. Prezente în mb. tuturor celulelor, au fost intens studiate în celulele musculare și nervoase, unde prin închiderea/deschiderea intermitentă au un rol esențial în transmiterea semnalelor electrice.



• în funcție de stimulul care determină deschiderea lor, distingem: I.1.2.2.1. Canale ionice cu poartă operată chimic (de liganzi)

• au receptori pentru molecule mici din MEC. După cuplarea ligandului, canalul asumă o configurație „deschisă” ce permite pătrunderea ionilor în celulă.

• ex: receptorii pentru acetilcolină din mb. neuronilor post-sinaptici. o neuronul pre-sinaptic eliberează acetilcolina în fanta sinaptică o acetilcolina se leagă de receptorii de pe mb. n. post-sinaptic o canalele ionice de Na+ se deschid, Na+ intră în n. post-sinaptic o influxul de Na+ determină depolarizarea membranei și

declanșează potențialul de acțiune, care va duce la deschiderea canalelor ionice de voltaj și propagarea potențialului de acțiune

I.1.2.2.2. Canale ionice cu poartă operată electric (de voltaj) • se deschid în urma modificării potențialului membranar. • se găsesc în membranele celulelor excitabile (musculară și nervoasă) • ex: canalele de Na+ operate de voltaj din mb. neuronale

o după ce impulsul nervos a ajuns la nivelul lor, canalele se deschid și Na+ intră în celulă

o influxul brusc de Na+ determină depolarizarea membranei , cu propagarea influxului nervos.

• ex: canalele de Ca2+ din membranele celulelor pre-sinaptice o după ce potențialul de acțiune a ajuns la nivelul lor, permite

influxul de Ca2+ în celula pre-sinaptică o este eliberat neurotransmițătorul în fanta sinaptica.

I.2. Transportul activ - ionii/moleculele se deplasează împotriva gradientului electric/chimic. - are loc cu consum de energie. După modul de utilizare a energiei, transportul activ poate fi de 2 tipuri: I.2.1. Transport activ direct

• se desfășoară cu ajutorul pompelor ionice = proteine transmembranare specifice, denumite ATP-aze, care leagă ATP-ul și îl hidrolizează, iar energia astfel obținută este utilizată direct pentru transportul ionilor împotriva gradientului electro-chimic.

I.2.1.1. Pompa de Na+/K+ (Na+/K+ ATP-aza) o se găsește în membrana plasmatică a tuturor celulelor animale, fiind de o

importanță vitală pentru celulă; o pompează 3 ioni de Na+ în afara celulei și 2 ioni de K+ în interior utilizând

energia rezultată din hidroliza unei molecule de ATP; Rol: o menține astfel potențialul de membrană al celulelor excitabile (păstrează

interiorul celulei încărcat negativ în raport cu exteriorul acesteia); o menține constant volumul celular (prin expulzia ionilor de Na+, care atrag

apa în afara celulei). Dacă nu ar exista pompa de Na+, concentrația mare intracelulară de molecule organice (macromolecule, glucide, aminoacizi) ar determina influxul de apă prin osmoză și acumularea ei masivă în celulă.

I.2.1.2. Pompa de extruzie a Ca2+ (Ca2+ ATP-aza) o este o proteină transmembranară ce se găsește în membrana tuturor

celulelor eucariote; o pompează în exterior ionii de Ca2+ care intră în celulă prin canalele ionice; Rol: o să asigure o % intracelulară foarte scăzută Ca2+ (0,1 μM) față de cea

extracelulară (1 mM), pentru a păstra celula sensibilă la creșteri mici ale nivelului de Ca2+ intracelular, de mare importanță în semnalizarea celulară.



I.2.1.3. Pompa de Ca2+ din membrana reticulului sarcoplasmic o se găsește în membrana reticulului endoplasmic al fibrelor musculare; o intervine la sfârșitul contracției, când pompează ionii de Ca2+ din citosol

înapoi în lumenul reticulului sarcoplasmic. Energia rezultată din desfacerea unei singure molecule de ATP este utilizată pentru reintroducerea a doi ioni de calciu în interiorul reticulului și de doi/trei ioni de hidrogen invers

o Înlăturarea Ca2+ din citosol, din vecinătatea actinei și miozinei, este urmată de relaxarea fibrei musculare.

Rolul ei este așadar de participare la reglarea contracției

I.2.2. Transport activ indirect (cotransport sau transport cuplat) • se desfășoară cu ajutorul unor proteine transmembranare specifice, denumite

cotransportori, care nu utilizează energia rezultată din hidroliza ATP-ului, ci energia eliberată în cursul transportului pasiv al altor ioni/molecule.

• sunt transportate simultan 2 substanțe diferite: o o substanță în sensul gradientului de concentrație (pasiv, prin difuziune) o cealaltă substanță împotriva gradientului de concentrație (folosind energia

rezultată din transportul pasiv al primei substanțe) Exemple: I.2.2.1. Transportorul de Na+/glucoză

• este o proteină transmembranară localizată în regiunea apicală (cu microvili) a membranei enterocitului;

• introduce Na+ și glucoza din lumenul intestinal în interiorul celulei. Ionii de Na+ intră pasiv în sensul gradientului lor de concentrație, iar energia rezultată din deplasarea lor este folosită pentru a introduce activ glucoza împotriva gradientului acesteia de concentrație.

Glucoza se acumulează în interiorul celulei à crește foarte mult concentrația. Glucoza iese din enterocit (la nivelul polului bazal) prin difuziune facilitată de o proteină-cărăuș prezentâ în membrana celulară bazală (vezi I.1.2.1-pag. 6). De aici, glucoza trece în țesutul conjunctiv de sub epiteliul intestinal, de unde ajunge în circulație.

I.2.2.2. Transportorul de Na+/aminoacizi • în membrana apicală a celulelor tubilor contorți proximali din rinichi • introduce Na+ în sensul gradientului de concentrație și aminoacizii împotriva

gradientului de concentrație.



II. TRANSPORTUL MACROMOLECULELOR ȘI AL PARTICULELOR • se realizează cu ajutorul unor vezicule formate pe seama membranei celulare. În funcție de direcția transportului, poate fi endocitoză sau exocitoză. II.1. Endocitoza (transportul substanțelor din MEC în celulă).

La rândul ei, aceasta se clasifică în funcție de natura materialului înglobat de celule:

Figura 6. Tipuri de endocitoză

By Mariana Ruiz Villarreal LadyofHats - Own work, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=2468465

II.1.1. Fagocitoza (gr. phagein=a mânca) o procedeu prin care celula înglobează particule solide mari din MEC (bacterii,

virusuri, resturi celulare etc) o reprezintă un mijloc de apărare a organismului împotriva microorganismelor și de

eliminare a celulelor alterate/îmbătrânite o realizată de o categorie specializată de celule (fagocite): macrofage și PMNneutrofile. o precedată de opsonizarea antigenelor (gr. opsonein=a pregăti pentru mâncare):

procesul prin care particulele antigenice pătrunse în organism sunt învelite pe toată suprafața cu proteine plasmatice din MEC (opsonine – anticorpi specifici - Ig G/Ig M; sau componente ale sistemului complement - ex. fracțiunea C3) pentru a fi recunoscute de receptorii de pe suprafața fagocitelor.

Etapele fagocitozei: a) legarea particulei antigenice opsonizate de receptorii de pe membrana fagocitului

(aceștia recunosc opsoninele aflate pe suprafața particulei-țintă) b) extensia pseudopodelor este declanșată de legarea particulei de suprafața

fagocitului. Acestea înconjoară particula, apoi se unesc la capete și înglobează complet particula într-o veziculă (fagozom) cu diametru peste 250 nm.

c) fagozomul este internalizat în citoplasma fagocitului, deplasându-se în celulă cu ajutorul microfilamentelor de actină.

d) fuziunea fagozomului cu un lizozom duce la formarea unei noi vezicule (fagolizozom), în care particula ingerată este degradată cu ajutorul enzimelor lizozomale.



II.1.2. Pinocitoza / endocitoza de fază fluidă (gr. pinein=a bea) o reprezintă înglobarea neselectivă de către celulă a fluidului extracelular împreună

cu particulele aflate în suspensie în acesta o este o modalitatea de captare a substanțelor nutritive din MEC

Etapele pinocitozei: a) membrana celulară se invaginează (formând depresiuni adânci, care cuprind fluid

extracelular + particule); b) zonele de inflexiune se apropie și fuzionează, formând vezicule (pinozomi) cu

diamentrul de 50-250nm; c) veziculele (pinozomii) se desprind de membrană și rămân libere în citoplasmă. d) pinozomul poate evolua în trei moduri:

1) se unește cu un lizozom, în care enzimele lizozomale degradează moleculele ingerate în elemente simple;

2) rămâne în citoplasmă sub formă de depozit a substanțelor; 3) traversează citoplasma și își descarcă în exterior conținutul, după fuzionarea cu

o altă zonă a membranei celulare (procedeu numit transcitoză, întâlnit în celulele endoteliale).

II.1.3. Endocitoza mediată de receptori (endocitoza selectivă) o procesul prin care celula înglobează selectiv anumite particule din mediul

extracelular, recunoscute în prealabil de receptorii membranari ai celulei. o are loc numai în regiuni specializate ale membranei. Acestea sunt mici

depresiuni tapetate cu un număr mare de receptori pe suprafața exterioară, iar la interior numeroase polipeptide, cea mai importantă fiind clatrina (vezi tratat Junqueira – pag. 27, Fig. 2.7).

Etapele endocitozei mediate de receptori a) particulele ce urmează a fi endocitate se leagă de receptorii membranari, formând

complexe ligand-receptor pe suprafața externă a membranei b) depresiunea tapetată se invaginează, transformându-se în veziculă acoperită de

clatrină (având la interior complexele ligand-receptor) c) veziculele își pierd învelișul de clatrină și fuzionează cu alte vezicule (endozomi),

iar apoi există trei posibilități: 1) receptorii și liganzii pot ajunge în endozomi secundari și apoi în lizozomi, unde

vor fi degradați; 2) complexul ligand-receptor disociază, iar liganzii rămân în interiorul celulei și

receptorii sunt reciclați la suprafața celulei; 3) veziculele se pot deplasa și fuziona cu o altă zonă a suprafeței celulare, unde

liganzii vor fi eliberați în MEC (transcitoză) Ca exemplu, prin acest procedeu celulele își procură colesterolul necesar sintezei de noi membrane (întrucât doar o mică parte din necesar este asigurată prin sinteza de novo). Colesterolul circulă în plasmă legat de o proteină împreună cu care formează particule denumite lipoproteine cu densitate scăzută (LDL-low density lipoproteins). În funcție de necesarul de colesterol, celula sintetizează receptori pentru LDL, acestea fiind preluate din MEC prin endocitoză mediată de receptori. Odată ajunse în citoplasmă, LDL sunt hidrolizate în lizozomi și se eliberează colesterolul. Hipercolesterolemia familială este o boală genetică în care receptorii membranari pentru LDL lipsesc sau funcționează defectuos. Aceasta determină acumularea colesterolului în sânge și formarea prematură a plăcilor de aterom, cu risc crescut de apariție a accidentelor vasculare coronariene.



II.2. Exocitoza Este procesul prin care macromoleculele sintetizate în celulă sunt împachetate în vezicule transportoare și eliminate în MEC.

Mecanismul exocitozei

o veziculele de secreție se apropie de fața internă a membranei plasmatice o membrana lor fuzionează cu membrana plasmatică o conținutul veziculei este eliminat în MEC.

În urma fuziunii, membrana veziculelor de secreție este încorporată în membrana plasmatică. Unele componente ale acesteia (proteine, lipide) sunt apoi recuperate prin endocitoză și reutilizate pentru formarea de noi vezicule la nivelul aparatului Golgi.

Importanța exocitozei o reprezintă o modalitate de eliminare a substanțelor produse de celulă (hormoni,

enzime, lipoproteine, produși finali de metabolism etc.), stând la baza procesului de secreție celulară.

Exocitoza este de două tipuri:

II.2.1. Exocitoza constitutivă o constă în eliminarea continuă în MEC a macromoleculelor sintetizate în celulă.

Acestea sunt eliminate imediat după sinteză, fără a mai fi stocate în granule secretorii.

Exemple: - secreția imunoglobulinelor (Ig) de către plasmocite, - secreția tropocolagenului de către fibroblaste.

II.2.2. Exocitoza reglată

o realizată de celule specializate (ex: neuroni, celule secretoare din glandele exocrine, endocrine) care stochează temporar proteinele sintetizate în vezicule de secreție și le elimină în MEC numai după apariția unui stimul specific (hormonal sau nervos)

Exemple: - eliberarea granulelor de zimogen din celulele acinilor pancreatici, - eliminarea hormonilor de la nivelul celulelor secretoare din glandele endocrine, - eliberarea neurotransmițătorului în spațiul sinaptic.

Lectură recomandată Mescher AL, Junqueira - Histologie, tratat & atlas. Ed. a 13-a. Editura Medicală Callisto, București, 2017 (Cap. 2 – Citoplasma, pag. 18-28)

Bibliografie Pace, N. R. (2006) Time for a change. Nature. [Online] 441 (7091), 289–289.

Singer, S. J. & Nicolson, G. L. (1972) The fluid mosaic model of the structure of cell membranes. Science. 175 (4023), 720–731.

obiective - histology.ro...curs 1 histologie (curs introductiv), anul i, sem. 1, 2017/2018 dr....

Documents