Membrana 2010 Mb

Claude Bernard(1813-1878)

“La fixité du milieu intérieur est la condition de la vie libre.”

“The fixity of the internal environment is the condition for free life.”

Homeostasis

WalterCannon(1929)

HOMEOSTAZIE Cannon W.B., 1939-mecanismele de reglareprin care sistemele biologiceîşi menţin compoziţia şi proprietăţile relativ constante

MEDIU INTERN Claude Bernard-înconjură celulele-asigură substanţele necesare metabolismului celular-se elimină produşii de metabolism

MEMBRANA CELULARĂ

MECANISME DE TRANSPORT MEMBRANAR

MEMBRANA CELULARĂ

-separă / uneşte două compartimente cu compoziţii diferite-mediul intracelular-mediul extracelular

Na+

K +

Cl-

Proteine –

Glucoză

Osmolalitate

extracelular

142 mM/L

4.4 mM/L

102 mM/L

7 g/dL

5.5 mM/L

291

intracelular

15 mM/L

120 mM/L

20 mM/L

30 g/dL

-

290

MEMBRANA CELULARĂ

-separă / uneşte două compartimente cu compoziţii diferite-mediul intracelular-mediul extracelular

-organizarea celulară: strat bilipidic

modelul în mozaic fluid (Singer şi Nicolson)

ISTORIC

Overton (1895): cu cât o substanţă este mai liposolubilă, cu atât permeabilitatea pentru aceasta e mai mare - concluzii asupra naturii lipidice a membranei.

Davson and Danielli (1935) introduc conceptul prezenţei proteinelor în membrană.

Singer & Nicholson (1972) propun

modelul în mozaic fluid; fosfolipidele

şi colesterolul formează un strat

bilipidic fluid în care proteinele se

mişcă liber, membrana fiind deci o

structură dinamică care posedă

caracteristici structurale ce permit

comunicarea între mediul extra- şi

intracelular şi îndeplinirea a

numeroase funcţii.

Transport

Activitate enzimatică

Transmitere informaţii

Comunicare intercelulară

Recunoaştere intercelulară

Ataşare la citoschelet

FUNCŢII

MEMBRANA CELULARĂ lipideproteineglucide

LIPIDELE membranare: -fosfolipide -colesterol

Fosfolipide -conţin acizi graşi -lanţ C, grup carboxil terminal-caracteristici particulare

-parte hidrofobă (lanţul C)-parte hidrofilă (gruparea carboxil)

-în mediu apos -aranjare in “strat bilipidic” -capăt hidrofob (interior)

-cap hidrofil (exterior)

PROTEINELE membranareDupă dispoziţia faţă de stratul bilipidic:

A. PROTEINE INTEGRALE (INTRINSECI) se leagă de centrul hidrofob al stratului bilipidic

1.transmembranare: traversează stratul bilipidic-canale:-pompe: -pori-receptori:

2.care se exteriorizează numai pe una din feţele membranei

B. PROTEINE PERIFERICE (EXTRINSECI) se leagă de capătul hidrofil al stratului bilipidic sau de proteinele intrinseci

-citoschelet -asigură rigiditatea membranei-glicocalix -rol în adeziunea intercelulară



1.transmembranare: traversează stratul bilipidic

-canale: -permit trecerea substanţelor cu moleculă mică, încărcateelectric-porţi de activare şi inactivare-selectivitate

-pori:

-pompe:

-receptori:





-canale:

-pori: canale lipsite de porţi, totdeauna deschiseaquaporine (permit trecerea apei la nivelul multor membrane – ductul colector renal)

-pompe/proteine transportoare:

-receptori:





-canale:

-proteine transportoare: leagă anumite substanţe suferind o modificare conformaţională pentru a transfera substanţa legată dintr-o partein alta a membranei

-pompe:

-receptori:





-canale:

-proteine transportoare:

-pompe: transferul unor ioni împotriva gradientelor de concentraţie sau voltaj





-canale:

-proteine transportoare:

-pompe:

-receptori:




1.transmembranare: traversează stratul bilipidic-canale:-pompe: -pori-receptori:


B. PROTEINE PERIFERICE (EXTRINSECI) se leagă de capătul hidrofil al stratului bilipidic sau de proteinele intrinseci

-citoschelet -asigură rigiditatea membranei-glicocalix -rol în adeziunea intercelulară

Retea tridimensionala de proteine (3 retele: microtubuli, filamente de actin[, filamente intermediare).Permite celulei menţinerea sau schimbarea formei (în timpul diviziunii celulare, etc), realizarea unor mişcări selective (cili) şi realizarea unor activităţi de transport intracelular (vezicule, etc).

Rigiditatea / suport celularForma celulei

Transport

Proteine periferice - CitoscheletulProteine periferice - Citoscheletul

CitoscheletulCitoscheletul

Proteine cu o parte activa situata spre interiorul sau spre exteriorul celulei, cu rol de receptor pentru diferiti mesageri (anticorpi, hormoni), etcMembrana: sistem de receptie – transductie a unor semnale sau mesaje care ajung la nivel celular.

Proteine periferice - ReceptoriProteine periferice - Receptori

Proteine cu o parte activa situata spre interiorul sau spre exteriorul celulei, cu rol de a activa sau de a inactiva intermediarii metabolici

Proteine periferice - EnzimeProteine periferice - Enzime

MODELUL “ÎN MOZAIC FLUID”

-dispoziţia proteinelor nu este fixă

Structuri proteice care au un centru ce permite trecerea substantelor fara a interactiona cu acestea

Specificitate

Activitatea canalelor este influentata de diferiti factori: Potential de membrana - canale voltaj dependente Distensia membranei – canale mecano- sensibile Canale care se deschid/ inchid prin fixarea unui ligand extern (hormon,

neurotransmitator, Ca2+, AMPc)

Functionare prin intermediul unor port de activare / inactivare

Substante care pot bloca functionarea unui canal: Tetrodoxina blocheaza canalele de Na Nifedipina, verapamilul, diltiazemul blocheaza canalele de Ca

CANALELE MEMBRANARE

Structuri proteice care reactioneaza cu diferite molecule de semnalizare modificandu-si conformatia şi transmiţând informaţii celulelor

Moleculele de semnalizare / liganzii (“mesager primar”) Agonisti – favorizeaza activitatea receptorului Antagonisti – blochează activitatea receptorilor

In urma actiunii “mesagerului primar” se elibereaza un mediator intracelular - “mesager secundar“ care va modifica activitatea celulara (influenţarea enzimelor intracelulare, influenţarea canalelor ionice, etc).

Numarul de receptori celulari – nu este constant

Receptori – exemple: Adrenergici – tip alfa si tip beta (mediatori: adrenalina si noradrenalina) Colinergici – muscarinici si nicotinici (mediatori: acetilcolina)

RECEPTORII MEMBRANARI

După dimensiunea particulelor transportate:

-sisteme de microtransfer-sisteme de macrotransfer

Sisteme de microtransfer: transportul / transferul-ionilor, -substanţelor cu moleculă mică

TRANSPORT PASIV-în sensul gradientelor-fără consum energetic

TRANSPORT ACTIV-împotriva gradientelor-cu consum energetic

TRANSPORTUL PRIN MEMBRANELE CELULARE

TRANSPORTUL PASIVfără consum energetic

DIFUZIUNEA procesul prin care substanţele traversează membranele celulare pe baza gradientului de concentraţie (M m)

-DIFUZIUNEA SIMPLĂ

-DIFUZIUNEA FACILITATĂ PRIN PROTEINE TRANSPORTOARE

CANAL


a. DIFUZIUNEA SIMPLĂ -nu necesită consum energetic-până la egalizarea concentraţiilor-fluxul substanţei depinde de:

-diferenţa de concentraţie (D)-permeabilitatea membranei (P)-suprafaţa de schimb (S)legea Fick: Flux = D x P x S

-substanţele liposolubile traverseazămembrana prin dizolvare în stratul bilipidic (O2, CO2)-substanţele hidrosolubile traversează prin intermediul proteinelor membranare

(canale)


DIFUZIUNEA SIMPLĂ


DIFUZIUNEA MEDIATĂ PRIN PROTEINE CANAL

-particule încărcate electric

-în sensul gradientelor, cu viteză şi debit mult mai mare decît poate fi explicat pe baza diferenţelor de concentraţie-fără consum energetic-pînă la egalizarea concentraţiilor

canalele ionice-selectivitate pentru un anumit ion -posibilitate de modulare a permeabilităţii canalului(modificarea potenţialului de membrană –voltaj)(liganzi, transmiţători chimici – liganzi)(mesageri secundari intracitoplasmatici)-capacitate mare de transport (108 ioni/s)


A

B

A = poarta activare(deschisă de depolarizare)

B = poarta inactivare(închisă de depolarizare)

Reprezentare schematică a unui canal de Na+

TRANSPORTUL ACTIV

transport realizat împotriva gradientelor de concentraţie, necesitând consum energetic

TRANSPORT ACTIV PRIMAR

TRANSPORT ACTIV SECUNDAR


TRANSPORTUL ACTIV PRIMAR

transport activ realizat prin intermediul unui sistem cuplat în mod direct

cu o reacţie furnizoare de energie

proteinele intrinseci care utilizează energie pentru transportul ionilor

împotriva unui gradient de concentraţie sau electric = pompe ionice

sursa de energie = ATP sintetizat de mitocondrii

ATP -- ADP + E (ATP-aze)

ATP-aza Na/K sau pompa de Na - în membrana majorităţii celulelor. Rol în

menţinerea în citoplasmă a unor concentraţii mari de K şi mici de Na

(menţinerea potenţialului de membrană al celulelor)

Inhibată de medicamente: digitala, ouabaina


TRANSPORTUL ACTIV SECUNDARtransportul activ primar duce la generarea unor gradiente chimice sau electrice care servesc ca forţă motrice pentru transportul altor substanţe prin intermediul unui transportor comun

portsimport - cotransport (glucoza)antiport - contratransport (Na-H)


INT EXT

TRANSPORTUL ACTIV SECUNDARtransportul activ primar are loc când transportul unui compus impotriva gradientelor (ex glucoza) printr-o proteină transportoare (transportorul Na-glucoză) e cuplat cu transportul pasiv al unui ion (în cazul de faţă : Na).

in acest caz gradientul de Na din celula (creat de funcţionarea ATPazei Na-K la celălalt capăt al celulei) determină forţa motrice necesară pentru preluarea secundară a glucozei în celulă)

portsimport - cotransport (glucoza)antiport - contratransport (Na-H)


INT EXT

TRANSPORTUL ACTIV SECUNDAR


3 Na+2 K+

ATP

3 Na+2 K+

ATP

CITOZA

Tip de transport activ complet diferit implicând formarea unor vezicule membranare cu diametru de 5-400 nm.

Specific macromoleculelor:-proteine-lipoproteine-polizaharide

Veziculele sunt eliminate la nivelul membranei (exocitoză) sauVeziculele sunt incorporate în celulă prin invaginare (endocitoză)cu utilizarea de ATP

Transcitoza preluarea macromoleculelor de o parte a celulei şi eliberarea lor de partea opusă.

SISTEME DE MACROTRANSFERTRANSPORTUL PRIN MEMBRANELE CELULARE

EXOCITOZA

Metodă de transport selectiv extracelular al macromoleculelor (ex enzime pancreatice) sau de eliberare a unor substanţe cu rol hormonal (neurotransmiţători, hormoni ai hipofizei posterioare).

SISTEME DE MACROTRANSFERTRANSPORTUL PRIN MEMBRANELE CELULARE

OSMOZA -mecanism de transport pasiv-trecerea apei din partea cu concentraţie mică în cea cu concentraţie mare

P osmotică - forţa necesară pentru a stopa mişcarea apei dintr-o parte în alta a unei membrane care separă o soluţie de apa pură


55% plasma 45% celule

elemente figurate • 99% hematii• < 1% leucocite

si trombocite

Membrana 2010 Mb

Documents

Transcript of Membrana 2010 Mb