obiective obiective generale obiective specifice · pdf filecurs 2 histologie (organite ......

pag. 1 Curs 2 histologie (Organite celulare), anul I, sem. 1, 2017/2018

Acest material este destinat exclusiv studenților Facultății de Medicină Dentară din cadrul UMF Carol Davila București. Versiunea 1 – 10 oct. 2017. Pentru întrebări, sugestii și comentarii: [email protected]

OBIECTIVE

Obiective generale Cursul despre citoplasmă și organitele celulare își propune să continue descrierea componentelor celulei eucariote începută în cursul anterior și să prezinte succint organitele celulare comune, particularitățile structurale și ultrastructurale ale acestora, precum și funcțiile lor specifice.

Obiective specifice Studenții vor afla informații despre:

1) Organite delimitate de membrane (RER, REN, Ap. Golgi, mitocondrie, lizozom, peroxizom); 2) Organitele nedelimitate de membrane (ribozom, proteazom); 3) Structuri cu rol în susținerea, adezivitatea și mobilitatea celulară (citoschelet, joncțiuni).

CITOPLASMA Citoplasma este alcătuită dintr-o componentă fluidă (citosol), în care se găsesc componente celulare specializate (organite) și elemente ale citoscheletului celular. Unele organite sunt delimitate de membrane, astfel încât procesele biochimice specifice să se desfășoare strict în interiorul organitului respectiv, fără a interfera cu citosolul sau cu alte organite. Dintre acestea putem enumera: reticulul endoplasmic, aparatul Golgi, mitocondriile, lizozomii, peroxizomii. Din categoria organitelor nedelimitate de membrane fac parte ribozomii, proteazomii, dar și (după unii autori) elemente ale citoscheletului și incluziunile citoplasmatice. Organitele celulare au rol în:

1. Generarea de energie (mitocondriile); 2. Sinteza și secreția celulară (ribozomii, RE, Ap. Golgi); 3. Digestia intracelulară (lizozomii, proteazomii, peroxizomii); 4. Susținerea, adeziunea și mobilitatea celulară (citoscheletul).

ORGANITE IMPLICATE ÎN GENERAREA DE ENERGIE

Mitocondriile - organite mari, cu o formă tipică de oval alungit (≈1-10μm/0,25-1μm), dar pot fi și sferice, ramificate, răsucite sau filamentoase, în funcție de celula din care fac parte; - se găsesc în aproape toate celulele (cu excepția hematiilor adulte și a celulelor superficiale ale epidermului). Numărul lor variază de la 1-20 la câteva mii/celulă. - se pot concentra în zone active ale celulei, unde consumul de ATP este maxim (ex: polul apical, absorbant, al enterocitului; polul bazal, transportor de ioni, al nefrocitului; printre miofibrilele fibrei musculare sau în jurul flagelului spermatozoidului) - utilizează produșii terminali ai digestiei carbohidraților, proteinelor și lipidelor pentru a sintetiza ATP (în prezența unor enzime specifice) - este înconjurată de două membrane concentrice, cu un conținut proteic mult mai ridicat comparativ cu alte membrane celulare. Mitocondriei i se descriu practic 4 regiuni (Figura 1):

1. Membrana mitocondrială externă 2. Spațiul intermembranar 3. Membrana mitocondrială internă 4. Matricea mitocondrială



Figura 1. Mitocondria

1. Membrana mitocondrială externă permite trecerea moleculelor mici (<10 kDa), prin proteine transmembranare (porine), care funcționează ca un por apos ce conectează citosolul cu spațiul intermembranar. Astfel pot trece piruvatul și unii metaboliți.

2. Spațiul intermembranar este spațiul cuprins între membrana mitocondrială externă și cea internă, cu aspect omogen și electronodensitate redusă (grosime ≈7-8 nm).

3. Membrana mitocondrială internă este impermeabilă pentru ioni și este foarte plicaturată, compartimentând parțial interiorul mitocondriei. Aceste pliuri, care cresc suprafața membranei mitocondriale interne, se numesc criste mitocondriale, numărul lor fiind crescut în celulele metabolic active. Cristele găzduiesc pe fața internă, la nivelul tijelor respiratorii („subunități ale mb. interne” sau „complexe F0F1”, Φ≈10nm) enzime implicate în respirația aerobă (F1, sau ATP sintetaza, care fosforilează ADP la ATP). În afară de ATP sintetază, mb. internă mai conține proteine transportoare și enzime ale lanțului respirator.

4. Matricea mitocondrială se găsește la interiorul membranei mitocondriale interne. Conține: a. Ribozomi – sunt mai mici decât cei din citosol, au rol în sinteza de proteine

mitocondriale. b. ADNmitocondrial – este subțire, circular, codifică numai pentru :

• câteva (13) dintre proteinele mitocondriale, întrucât majoritatea (≈85) proteinelor mitocondriale sunt codificate de nucleu, produse în citoplasmă și ajung ulterior în mitocondrie.

• ARNribozomal • ARNtransfer

c. Granulele matricei mitocondriale (acumulări dense de cationi - ex.: Ca++); d. Enzime (≈200) – pentru sinteza proteică; pentru β-oxidarea acizilor grași; precum și

enzimele ciclului Krebs, cu excepția succinat-dehidrogenazei (SDH), care se găsește în membrana mitocondrială internă.

Funcția mitocondriei

- convertește energia eliberată din metabolizarea glucozei și acizilor grași în legăturile ATP (Oxidarea glucozei și acizilor grași la CO2 și apă = respirație celulară).

- procesul de descompunere a glucozei începe în citoplasmă, prin glicoliză anaeorbă, rezultând acid piruvic.

- A. piruvic și acizii grași trec prin mb. internă în matricea mitocondrială, unde sunt convertite enzimatic la acetil-coA, iar grupările acetil- sunt oxidate în ciclul Krebs, de unde rezultă CO2 și e- (transportați înapoi la mb. internă, unde vor intra în lanțul transportor de e-, fiind transferați succesiv de la un complex enzimatic la altul, rezultând energie care va fi utilizată pentru a pompa ionii de H+ din matrice în spațiul intermembranar à se creează un gradient de protoni de H+, iar această energie este folosită de ATP-sintetază)



ORGANITE IMPLICATE ÎN SINTEZA ȘI SECREȚIA CELULARĂ

Ribozomii - particule mici (≈20-30 nm), descoperite de George Emil Palade (laureat al Premiului Nobel, 1974) - numărul lor variază în funcție de tipul celular. Astfel, lipsesc în hematia adultă, dar sunt numeroși în celulele care sintetizează și secretă proteine (ex: de la nivelul glandelor exo- și endocrine); - pot fi liberi în citosol (implicați în sinteza proteinelor structurale, proprii celulei) sau atașați de membrana RER (cu rol în sinteza proteinelor destinate exportului din celulă sau pentru membrana celulară); - alcătuiți din două subunități asimetrice (subunitatea mare și subunitatea mică); - formați din ARNribozomal și proteine (moleculele de ARNr sunt sintetizate în nucleu, iar proteinele în citoplasmă, de unde pătrund în nucleu, se asociază cu ARNr și formează subunitățile ribozomului. Există ≈80 proteine diferite, care formează cu ARNr complexe ribonucleoproteice); - nu sunt vizibili direct la MO (ci indirect, prin bazofilia citoplasmatică datorată conținutului de ARNr) - granule electronodense la ME, izolați sau grupați de-a lungul unei molecule de ARNm, formând poliribozomi (sau polizomi). Funcția ribozomilor Ribozomii sintetizează lanțul de polipeptide al proteinelor pe baza informației codificate în molecula de ARNmesager. Acest proces, de translație a informației , de convertire a codului din ARNm, are mai multe etape: 1. Alinierea mai multor ribozomi pe o moleculă de ARNm (filamentul de ARNm este interpus între cele două subunități ale fiecărui ribozom), formând poliribozomi (polizomi). 2. Translația codului din ARNm (fiecare aminoacid este codificat de un codon, citit și interpretat la nivelul ribozomului, unde este adus aminoacidul respectiv cuplat la ARNtransport și asamblat la lanțul polipeptidic deja constituit – vezi Figura 2). 3. După ce toți aminoacizii s-au cuplat la lanțul polipeptidic, acesta este eliberat de pe ribozom, subunitățile ribozomale se disociază și se dispersează în citoplasmă.

Figura 2. Alungirea lanțului polipeptidic la nivelul ribozomului.

https://www.news-medical.net/life-sciences/Ribosome-Function-in-Cells.aspx



Ribozomii liberi sintetizează proteinele structurale ale celulei, care rămân în citoplasmă pentru a fi utilizate în diferite activități celulare (ex: Hb din hematii, neurofilamentele din neuroni, cheratina celulelor epidermice) După sinteză, aceste proteine sunt eliberate în citosol fără vreo prelucrare specială. Ribozomii atașați de mb. externă a RER sintetizează următoarele categorii de proteine: - proteine de export (care vor fi secretate în MEC); - enzimele lizozomale - proteinele integrale din membrana celulară După sinteză, proteinele (aflate în lumenul RER) suferă primele modificări posttranslaționale (glicozilare, împachetare). Apoi ajung (prin vezicule) la ap. Golgi, unde se continuă prelucrarea și modificarea lor, prefigurând forma finală a proteinei. În ultima etapă, aparatul Golgi le sortează, împachetează în vezicule și le direcționează către destinațiile corespunzătoare.

Reticulul endoplasmic În cele mai multe celule (cu excepția hematiilor) există o rețea (reticul) de canale și cisterne delimitate de membrane și care comunică între ele și se întind de la suprafața externă a nucleului către membrana celulară. Această zonă poartă numele de reticul endoplasmic (RE) și are două porțiuni, diferite morfologic și funcțional:

1) Reticulul endoplasmic rugos (RER) • prezintă ribozomi atașați pe fața citosolică a membranelor; • are rol în sinteza și prelucrarea proteinelor.

2) Reticulul endoplasmic neted (REN) • nu are ribozomi atașați; • este implicat în sinteza lipidelor, detoxifiere celulară, dar și în depozitarea Ca, metalelor

și glicogenului.

a) Reticulul endoplasmic rugos (RER) - abundent în celulele care sintetizează proteine destinate a fi exportate în MEC (ex: celule

acinoase pancreatice - enzime digestive, plasmocite - anticorpi, celule hepatice - proteine plasmatice, fibroblaste - colagen sau odontoblaste - colagen dentinar);

- se află în continuarea învelișului nuclear (care are și el capacitatea de sinteză proteică); - aspect la MO: nu este vizibil direct, dar prezența sa este evidențiată indirect, prin conferirea

de bazofilie intensă a citoplasmei datorită ARNribozomal ; - aspect la ME: rețea de cisterne & formațiuni tubulare delimitate de membrane,

anastomozate între ele, de care sunt atașați ribozomi. Lumenul variază între 20-30 nm, în funcție de starea funcțională a celulei.

Funcțiile RER a) sinteză proteică (cu ajutorul ribozomilor atașați) a:

• proteinelor de export (vor fi secretate de celulă); • proteinelor din compoziția membranei celulare (proteinele integrale); • proteinele din lizozomi (enzimele lizozomale).



b) prelucrarea proteinelor sintetizate • glicozilarea primară a proteinelor (adăugarea unui rest glucidic sub acțiune enzimatică); • împachetarea corectă a proteinelor (cu ajutorul unor proteine - chaperone, care ajută

proteinele să adopte conformația corectă corespunzătoare funcției, permițând plecarea către ap. Golgi numai după adoptarea acelei conformații corecte);

c) transportul proteinelor către ap. Golgi prin vezicule de transport, care se desprind din RER. În cazul unei conformații greșite a proteinei, transportul ei către ap. Golgi este blocat, urmând a ajunge în citosol, unde – după conjugarea cu ubiquitină – este degradată în proteazom (=complexe proteice care degradează hidrolitic proteinele necorespunzătoare, rezultând peptide de 7-8 aminoacizi, care vor fi degradate mai departe în secvențe mai scurte și refolosite la sinteza de proteine).

Ciclul secretor reprezintă drumul parcurs de proteinele de export de la sinteza (în RER) până la eliminarea lor în MEC. Etapele ciclului secretor sunt: - sinteza proteică (la nivelul poliribozomilor atașați de RER); - introducerea proteinelor în lumenul RER (cu ajutorul unei peptide-semnal hidrofobe, alcătuita din primul grup de aminoacizi); - transportul către ap. Golgi prin vezicule de transfer (care de se desprind din RER și fuzionează cu cu ap. Golgi. - prelucrarea și împachetarea proteinelor la nivelul ap. Golgi. Ap. Golgi prelucrează și direcționează proteinele pentru a fi eliminate în MEC prin exocitoză. b) Reticulul endoplasmic neted (REN)

Regiunile RE lipsite de ribozomi atașați de membrană formează reticulul endoplasmic neted (REN). Rețeaua de tubi, cisterne și vezicule a REN comunică între ele, dar și cu RER. Mai slab reprezentat decât RER, REN abundă în celulele cu rol în metabolismul lipidic (ex.: celulele hepatice) dar mai ales în celulele producătoare de hormoni steroizi (din corticosuprarenală, testicul sau corpul galben). Localizarea predilectă este în apropierea depozitelor intracitoplasmatice de glicogen sau lipide.

Funcțiile REN:

a) participă la metabolismul lipidic, prin sinteza lipidelor membranare (fosfolipide, colesterol) și a hormonilor steroizi (pornind de la molecula de colesterol);

b) participă la metabolismul glucidic, prin conversia glicogenului în glucoză (glicogenoliza hepatică);

c) realizează detoxifierea celulară (hepatic), prin metabolizarea substanțelor toxice și convertirea lor în compuși hidrosolubili ce pot fi eliminați pe cale urinară;

d) depozitează dinamic Ca++ la nivelul fibrei musculare, unde poartă numele de reticul sarcoplasmic (RS). Calciul este eliberat din RS în citosol sub acțiunea impulsului nervos, declanșând contracția musculară, iar la sfârșitul contracției este pompat activ înapoi în lumenul RS, rezultând relaxarea musculară.



Aparatul Golgi - un grup de cisterne și vezicule delimitate de membrană, situat între RE și membrana celulară; - este prezent în majoritatea celulelor (cu excepția hematiei adulte), fiind foarte bine dezvoltat în celulele secretoare, în care pot exista multiple stive de cisterne (în celule care sintetizează masiv proteine, de ex. hepatocite se pot întâlni și 50 zone Golgi); - prezintă o organizare polarizată atât din punct de vedere morfologic, cât și structural. Astfel distingem două fețe:

• fața CIS (convexă, proximală, situată spre RER) constituie regiunea receptoare • fața TRANS (concavă, distală, spre membrana celulară) reprezintă regiunea de expediere.

Ap. Golgi este constituit din: - o stivă centrală de cisterne aplatizate, paralele, care conțin diferite enzime pentru prelucrarea proteinelor în funcție de situarea lor către fața CIS sau TRANS; - vezicule de transport (care transportă proteinele între ap. Golgi și celelalte structuri celulare). Se disting microvezicule de formare (Φ=20-80 nm, ajung pe fața CIS) și macrovezicule de maturare (Φ=100-500 nm, se desprind de pe fața TRANS). Funcțiile ap. Golgi

a) modifică și prelucrează proteinele sintetizate de RER prin: • glicozilare (adăugarea la lanțul polipeptidic unele oligozaharide, rezultând glicoproteine

mai rezistente la degradarea enzimatică) • fosfatare (adăugarea de grupări fosfat, de ex. proteinelor destinate lizozomilor.

Adăugarea moleculei de manozo-6-fosfat servește și ca semnal de dirijare a proteinelor respective către destinație – în acest caz lizozomul.)

• sulfatare b) împachetează și sortează proteinele, care vor fi expediate către destinații precise:

• intracelular (ex.: enzime hidrolitice lizozomale, proteine integrale din mb. celulară); • extracelular (prin exocitoză – proteine „secretorii” sau „de export”)

Transportul proteinelor prin vezicule (Figura 3) Ø proteinele sunt sintetizate în RER, apoi sunt înconjurate

de vezicule (prin înmugurire din RER) Ø veziculele (ce conțin proteinele) se desprind de pe fața

externă a RER și pleacă înspre ap. Golgi Ø ajunse pe fața CIS a ap. Golgi, fuzionează cu cisternele

CIS și transferă proteinele Ø în interiorul cisternelor ap. Golgi, proteinele sunt

prelucrate, apoi transportate către fața TRANS Ø în zona TRANS a ap. Golgi, proteinele sunt sortate și

separate în funcție de destinația lor (există anumite „semnale de sortare” incluse în lanțul polipeptidic al proteinelor)

Ø proteinele sunt împachetate în vezicule, care se desprind fie de pe fața concavă TRANS, fie din marginile laterale ale cisternelor TRANS.

Ø aceste macrovezicule devin din ce în ce mai dense pe măsura maturării, fiind denumite vezicule de condensare. Ele transportă proteinele către destinația acestora – fie în interiorul celulei (lizozomi, membrana celulară), fie către exterior (prin exocitoză – vezi Cursul 1).

Sursa imagine: https://courses.lumenlearning.com/biology1/chapter/eukaryotic-cells/

Figura 3. Transportul proteinelor prin vezicule.



ORGANITE IMPLICATE ÎN DIGESTIA CELULARĂ

Lizozomii Ø - sunt organite sferice (Φ=50-500nm), delimitate de o membrană groasă (9 nm) – necesară

pentru a împiedica trecerea enzimelor lizozomale în citosol și a menține în interiorul lizozomului un pH acid (≈5,0), optim pentru acțiunea acestora.

- aici are loc digestia intracelulară, prin descompunerea enzimatică a macromoleculelor/particulelor provenite din interiorul sau exteriorul celulei. - enzimele lizozomale sunt diferite (≈40) în funcție de compusul asupra căruia acționează. Ele funcționează la un pH acid (de ≈5,0); astfel că în citosol (unde pH≈7,2) nu sunt active. pH-ul acid este menținut cu ajutorul unei ATP-aze din membrana lizozomală (pompează ionii de H+ din citosol în interiorul lizozomului). Majoritatea enzimelor sunt hidrolaze acide, care au capacitatea de a descompune diverse tipuri de macromolecule, astfel:

• proteazele descompun proteinele și peptidele; • lipazele descompun lipidele; • glicozidazele descompun polizaharidele; • nucleazele (DN-aza, RN-aza) descompun ADN-ul / ARN-ul în mononucleotide; • fosfatazele elimină gruparea fosfat din mononucleotide și fosfolipide. Enzima marker a lizozomilor este fosfataza acidă.

Tipuri de lizozomi I. lizozomi primari – mici, se desprind ca vezicule de pe fața TRANS a ap. Golgi, cu matrice

omogenă, nu au fost implicați încă în activitatea de digestie enzimatică; II. lizozomi secundari – mai mari, se formează din unirea lizozomului primar cu o veziculă de

endocitoză, sunt lizozomi activi, în care se desfășoară activități enzimatice diverse. Matricea conține diverse materiale în curs de descompunere à aspect eterogen.

III. lizozomi terțiari (corpi reziduali). În urma digestiei, materialele nedigerabile ce nu mai pot fi descompuse rămân sub formă de vacuole mari, cu matrice densă, eterogenă. Aceștia sunt lizozomii terțiari (sau corpii reziduali), care pot rămâne în celulă sau sunt exocitați și îndepărtați de macrofagele locale.

Funcțiile lizozomilor a) heterofagia - digestia particulelor/macromoleculelor provenite din MEC (ex: bacterii, resturi

celulare, particule străine) prin endocitoză, în urma căreia rezultă un heterofagozom (lizozom secundar), iar moleculele rezultate sunt redate celulei pentru a fi reutilizate;

b) autofagia - digestia structurilor proprii celulare îmbătrânite, uzate sau nefuncționale (ex: organite dezintegrate, resturi de membrane, vezicule de secreție în exces). Particula ce urmează a fi digerată este acoperită cu o membrană provenită din RE, constituind astfel un autofagozom. Acesta va fuziona cu un lizozom primar, formând un lizozom secundar, în care enzimele descompun organitul respectiv până la nivelul compușilor de bază – aminoacizi, glucide, nucleotide – care trec în citosol, unde vor fi reutilizate de celulă.



Proteazomii - complexe proteice foarte mici, nedelimitate de membrană, de formă cilindrică (≈12/15 nm); - rolul lor este de a degrada polipeptidele denaturate sau nefuncționale; - proteazomul este alcătuit din 4 inele suprapuse, cu câte o subunitate reglatoare la fiecare capăt, care recunoaște proteinele marcate cu ubiquitină și le aduce în mijlocul structurii cilindrice, unde sunt degradate de proteaze în peptide scurte, care ajung în citosol pentru reutilizare (Figura 4).

Figura 4. Degradarea proteică la nivelul proteazomului.

Sursa: http://bio1151.nicerweb.com/Locked/media/ch18/proteasome.html

Peroxizomii - organite sferice delimitate de membrană, cu rol în detoxifierea celulară. De obicei mai mari decât lizozomii (≈500-1500 nm), dar în număr mai mic față de aceștia, fiind numeroși doar în celulele active metabolic (ex: hepatocite, nefrocite) sau implicate în termogeneză (cel. adipoase brune). - alcătuiți dintr-o membrană semipermeabilă (grosime ≈7 nm) și o matrice omogenă, care conține un miez cristaloid electronodens (format din cristale de urat-oxidază) și alte enzime (oxidaze implicate în β-oxidarea acizilor grași și catalaza, enzima marker a peroxizomilor, care convertește excesul de H2O2 în oxigen și apă). Funcțiile peroxizomilor

a) β-oxidarea acizilor grași cu >18 atomi de carbon. Aceste reacții generează cantități mari de H2O2, care este nociv pentru celule;

b) descompunerea H2O2 cu ajutorul catalazei ( 2 H2O2 à 2 H2O + O2 ) c) sinteza unor lipide și a acizilor biliari



STRUCTURI CU ROL ÎN SUSȚINEREA, ADEZIVITATEA ȘI MOBILITATEA CELULARĂ

Citoscheletul citoplasmatic este o rețea complexă de filamente de diferite dimensiuni, care: determină și menține forma celulei, asigură rezistența ei mecanică, permite deplasarea organitelor și a veziculelor în interiorul celulei, dar și mișcarea celulei și interacțiunea celulei cu alte celule sau structuri extracelulare. În funcție de diametru, filamentele citoscheletului se împart în:

I. microfilamente (filamente de actină), Φ=6nm; II. filamente intermediare, Φ=10nm;

III. microtubuli, Φ=25nm.

I. Microfilamentele (filamentele de actină) • sunt cele mai subțiri filamente ale citoscheletului (Φ=6nm); • se formează prin polimerizarea monomerilor de actină globulară (actina G) la filamente

helicoidale (actină F); • sunt structuri instabile, tranzitorii, care suefă permanent procese de asamblare /

dezasamblare prin polimerizarea / depolimerizarea actinei Organizare - formează rețele în citoplasma tuturor celulelor, în special a celulelor mobile (ex: leucocite); - formează fascicule în axul microvililor intestinali; - formează miofibrile în celulele musculare (împreună cu miozina și proteine de legătură). Rolurile filamentelor de actină a) rol structural (menține forma celulei, asigură rezistență mecanică, susține alte componente) b) rol dinamic (deplasarea celulelor, mișcările microvililor, contracția musculară, formarea

inelelor contractile de la sfârșitul diviziunii care împart citoplasma în două). Mișcarea este bazată pe interacțiunea dintre actină și miozină, cu energie furnizată de hidroliza ATP-ului.

II. Filamentele intermediare • au o dimensiune intermediară între filamentele de actină și microtubuli (Φ=10nm); • sunt cele mai stabile structuri ale citoscheletului, oferă rezistență mecanică, în special la

forțele de întindere à rolul lor este în în principal structural. • sunt alcătuite din proteine diverse, în funcție de celula din care fac parte:

o filamente de cheratină (în cel. epiteliale) – formează rețele care străbat citoplasma și se extind la periferie, unde se ancorează de desmozomi (vezi pag. 11), rezultând o rețea transtisulară ce asigură o rezistență mecanică crescută întregului țesut epitelial;

o filamente de vimentină (în cel. mezenchimale); o filamente de desmină (în fibrele musculare) – leagă miofibrilele între ele; o neurofilamente (în neuroni) – se extind din corpul neuronal în axon & dendrite,

unde susțin și mențin forma prelungirilor neuronale; o laminele nucleare (în interiorul nucleului, pe fața internă a învelișului nuclear).



III. Microtubulii • formațiuni cilindrice de lungime variabilă (cu Φ=25nm); • se formează prin polimerizarea tubulinei; • sunt structurile cele mai labile ale citoscheletului, fiind într-un continuă instabilitate dinamică

(proces continuu de asamblare/dezasamblare prin polimerizare/depolimerizare), ceea ce duce la modificarea permanentă a lungimii;

• sunt structuri polarizate (la un capăt se produce polimerizarea, la celălalt depolimerizarea moleculelor de tubulină).

Rolurile microtubulilor a) rol dinamic (participă la activități celulare care implică mișcarea):

• transportul/ghidarea intracelulară a organitelor; • transportul veziculelor sinaptice de-a lungul axonilor; • formarea fibrelor fusului de diviziune și deplasarea cromozomilor în cursul diviziunii;

b) intră în componența unor structuri celulare: • specializări membranare (cili, flagel); NU MICROVILI ! (MV à filam. de actină!) • cei doi centrioli (situați perpendicular unul pe celălalt, formează centrozomul, sau

„centrul celular” = centrul celular de organizare a microtubulilor). Mișcarea microtubulilor este posibilă prin asocierea lor cu proteine motorii (kinezina, dineina) cu activitatea GTP-azică. Acestea leagă și scindează GTP, iar energia eliberată din hidroliza GTP este folosită pentru a se mișca unidirecțional de-a lungul microtubulilor.

Joncțiunile celulare Joncțiunile celulare sunt structuri asociate membranelor celulare care asigură aderența și comunicarea dintre celule sau între celule și matricea extracelulară. Ele se găsesc în majoritatea țesuturilor, dar mai ales în cel epitelial. Dimensiunile mici ale componentelor joncționale fac imposibilă observarea lor la MO, astfel sunt vizibile doar cu ajutorul ME. Se pot clasifica în:

I. Joncțiuni strânse (impermeabile; ex: zonula occludens) • unesc celule adiacente și împiedică trecerea moleculelor prin spațiul intercelular;

II. Joncțiuni de adezivitate (de ancorare) • asigură legarea strânsă a celulelor între ele sau la membrana bazală;

III. Joncțiuni de comunicare (GAP) • permit trecerea ionilor sau a moleculelor mici direct dintr-o celulă în alta;

I. Joncțiunile strânse - sunt joncțiunile care realizează contactele cele mai strânse dintre celule; - localizate la polul apical al celulelor epiteliale ce delimitează lumenul unor cavități; - contactul dintre mb.cel.adiacente este realizat de proteine integrale din cele 2 mb. (ocludine), care din loc în loc se anastomozează à puncte de legătură între cele 2 mb. Dispunerea proteinelor se face în șiruri care înconjoară complet celula în reg. apicală, ca o centură (zonula=centură, bandă). Astfel este împiedicată trecerea liberă a moleculelor prin spațiul intercelular. Rolurile jocțiunilor strânse - barieră selectivă (împiedică trecerea liberă a moleculelor din lumenul organelor cavitare prin spațiile intercelulare) à contribuie la stabilirea grandientului de concentrație; - menține polaritatea celulelor epiteliale (împiedică migrarea proteinelor & lipidelor dintr-o porțiune în alta a membranei, împărțind practic membrana în regiuni distincte: apicală și latero-bazală).



II. Joncțiunile de adezivitate (de ancorare) - ancorează filamente din citoscheletul celular și conectează filamentele de la o celulă la alta, formând astfel structuri de rezistență în țesuturile supuse solicitărilor mecanice (ex: epitelii, mușchi) - există 3 tipuri principale de joncțiuni de adezivitate:

• Macula adherens (desmozomi „în pată”) • Zonula adherens (desmozomi „în bandă”) • Hemidesmozomii

Macula adherens (desmozomi „în pată”) - structuri de adezivitate intercelulară foarte puternică, bine reprezentate în țesuturile supuse solicitărilor mecanice mari (ex: epiderm, epiteliul cavității orale, esofag) - membranele celulelor adiacente se găsesc la 25-30 nm, iar contactul dintre acestea este realizat de proteine transmembranare (desmogleine), care intern se leagă de plăci citoplasmatice (structuri în formă de disc, alcătuite din desmoplakine, ancorate la rândul lor de filamente intermediare din citoschelet) Zonula adherens (desmozomi „în bandă”) - joncțiuni de adezivitatea intercelulară situate la polul apical al celulelor epiteliale, imediat sub joncțiunile strânse, formând o centură continuă în jurul polului apical al fiecărei celule; - membranele celulelor adiacente se găsesc la 15-20 nm, iar contactul dintre acestea este realizat de proteine transmembranare (caderine), care intern se leagă de proteine de atașare (catenine), ancorate la filamentele de actină din citoschelet. Hemidesmozomii - structuri asemănătoare desmozomilor, dar care leagă o celulă de membrana bazală - legătura este asigurată de proteine transmembranare (integrine), care intern se leagă de o singură placă citoplasmatică, ancorată de filamente intermediare din citoschelet. III. Joncțiuni de comunicare (GAP)

- permit trecerea moleculelor mici, hidrosolubile direct dintr-o celulă în alta, cuplând celulele metabolic și electric; - răspândite în toate țesuturile, dar foarte dezvoltate în miocard, mușchii netezi de la nivel intestinal și vascular și în SNC. - membranele celulelor adiacente sunt foarte apropiate (la 2-4 nm), iar contactul dintre acestea este realizat de proteine transmembranare (conexine) grupate în structuri hexagonale (conexoni), fiecare conexon având în centru câte un canal hidrofil (Φ=2nm) care leagă interiorul celor două celule și permite trecerea liberă între cele două celule a ionilor și moleculelor mici (ex: aminoacizi, glucide, vitamine, hormoni steroizi). Rolul joncțiunilor GAP

a) cuplarea electrică a celulelor - permite propagarea impulsului în ț.nervos și a undei de contracție pe distanțe mari în miocard și mușchii viscerali;

b) cuplarea metabolică a celulelor - permite transferul către celulele adiacente de molecule pe care acestea nu le pot sintetiza (util în perioada embrionară, înainte de dezvoltarea sistemului circulator).

Funcționarea joncțiunilor GAP depinde de %Ca++. Creșterea %Ca++ în citosol duce la închiderea canalului hidrofil, iar joncțiunea devine impermeabilă.

Lectură recomandată Mescher AL, Junqueira - Histologie, tratat & atlas. Ed. a 13-a. Editura Medicală Callisto, București, 2017 (Cap. 2 – Citoplasma, pag. 28-54, Cap. 4 - Țesutul epitelial, pag. 75-79)

obiective obiective generale obiective specifice · pdf filecurs 2 histologie (organite ......

Documents