Membrana plasmatica

Definitie: Separa mediul intracelular de mediul extracelular

Rolul membranei celulare Bariera-permeabilitate selectiva Transferul de informatie Analiza informatiei Inhibitie de contact Recunoasterea celulara Metabolismul celular Fixarea de virusuri sau toxine

Compozitia biochimica: Membrane cu rol de bariera L P

(mielina)

Membrana cu rol de bariera si functie enzimatica L=P Membrana plasmatica

Membrane cu functie metabolica P (75%) L (25%)

Tipuri de membranelor

6-10 nm6 nm

Fosfolipidele

C

C

C

H

H2

H2

HO

HO

HO

Fosfolipidele

Sfingomielina

1. Derivat de un alcool aminat (sfingozina)2. Acid gras

Fosfogliceride(PC) / Sfingolipide (SM)

Glicolipidele

Regiune hidrofoba ce contine doua cozi lungi hidrocarbonate

O regiune polara ce contine una sau mai multe rezidii glucidice fara fosfat

Glucidele: glucoza, fructoza, glucosamina.

Prezinta sarcini negative datorita licacidului sialic

Colesterol

Colesterolul

Localizarea proteinelor in membrana

Modelul de membrana Gorter şi Grendel .

Modelul de membrana Danielli Davson modificat de Robertson

Mozaicul fluid lipidoproteic - Zinger

Asimetria fosfolipidelor

fosfatidilcolina sfingomielina fosfatidilserina

fosfatidilinozitol fosfatidiletanolamina

e

Mobilitatea fosfolipidelor

virus Sendai

Suprafata celulara

Glicocalixul sau glicolema

Caracterizat prin prezenta pe suprafata celulara de glicoproteine si glicolipide

Funcţiile glicocalixului adezivitatea intercelulară depozit de cationi legaţi de acidul sialic Asigura identitatea celulei prin antigenele celulare

(antigenele de grup sanguin din membrana hematiei) recunoaşterea celulară; procesele de semnalizare celulară; procesele de apărare ale organismului, în imunitate.

Joncţiunile celulare

Joncţiuni de adezivitate: desmosomii

Joncţiuni impermeabile: joncţiunile strânse.

Joncţiunile de comunicare: joncţiunile permeabile şi sinapsele

Desmosomii în centură

Desmosomii în „pată”

Desmosomii în „pată”

Hemidezmosomi

Joncţiuni impermeabile: joncţiunile

strânse

Joncţiuni impermeabile: joncţiunile strânse

Joncţiunile de comunicare

Joncţiunile de comunicare

1.Receptorii - definitie proteine cu funcţii de legare specifică şi cu

afinitate mare pentru liganzi.

Localizarea receptorilor

Liganzii molecule cu rol de semnal exogene :

Virusuri Bacterii toxine bacteriene medicamente

endogene: mediatori chimici locali hormoni neurotransmiţători.

ligant + receptor raspuns celular

Redistribuirea receptorilor din membrana

Activarea unor enzime din plasmalema

Captarea lor in vezicule de endocitoza

Modificari de permeabilitate membranara

cAMP AMPfosfodiesteraza

Conditii patologice

Toxina vibrionului holeric

Na + traverseaza mucoasa

transport de apa

ireversibil

cAMP

protein kinaze

diferite enzime

Mesager de ordinul 2

Sinteza de glucoza

Hormonii hidrosolubili

Mitogen Activated Protein

gene regulatory protein

In celulele specializate

• AMPc determina sinteza de: – glucocorticoizilor în medulosuprarenală sub

acţiunea ACTH – progesteronului în corpul galben sub acţiunea

hormonului luteal (LH) – activarea transportului calciului în corticala

rinichiului sub acţiunea parathormonului

Hormonii liposolubili

Creşterea concentraţiei intracelulare a Ca2+

deschiderea unor canale din

plasmalemă

deschiderea unor canale din : muşchi din reticulul

sarcoplasmic

Ca2+ - calmodulina

+ calmodulina

Ca2+ - calmoduline

Ca2+ - calmoduline

Ca2+ - calmodulina

fosfodiesteraza fosfodiesteraza *

adenilatciclaza adenilatciclaza *

kinaza kinaza *

Ca2+- ATPase Ca2+- ATPase*

Transportul

Difuziunea simplasubstanţele liposolubile trec prin membrană cu o viteză proporţională cu coeficientul lor de partiţie între lipide şi apă

Transportul ionilor prin ionofori

Na

K

Filipina

Nistatina

Amfotericina B

Difuziunea facilitata

Difuziunea mediată de proteinele canal

Difuziunea mediată de proteinele canal

Transportul apei prin membrane

Transportul activENERGIE

Pompe ionice

Pompa de protoni in membrana

lisosomi bacteri

Pompa Na+ K+ membrana citoplasmatica a celulei eucariote

Pompa H+ K+ Membrana celulelor gastrice regiunea apicala

Pompa de Ca+

membrana celulelor eucariote Membrana reticulului sarcoplasmic

Pompa de H+

Pompa din clasa V are doua regiuni:

V1 – hidrofila si V0 – transmebranara

ATP se ataseaza de subunitatea B localizata in V1

Canalul de protoni este format din subunitatea C si A localizata in V0

V1

V0

ATP

Pompa de protoni H+

mecanism

K

Na

K

Na+ 50 mM

K+ 400mM

Na+ 440 mM

K+ 20 mM

_

_++ +++_

_+ Potential de membrana –20 mV şi –200 mV

Pompa Na+ K+

Structura:

Patru polipeptide transmembranare.

Doua polipeptide mari formeaza subunitatea .

doua polipeptide mici formeaza subunitatea .

Pompa Na+ K+ mecanism

Transportul activ cuplat cu gradiente ionice

Concentraia de Ca in celula

Ca2+

Ca2+-ATPPompa din clasa P are doua

regiuni: Transmebranara formata din

10 α hélix ce contine un sit de fixare a Ca2+

Un segment citosolic cu trei locuri de

legare a nucleotidului fosforilare activare

Transportul de Ca2+

Ca2+-ATP mecanism

P 170 MDRP (Multiple Drug Rezistance Protein)

Transportul prin vezicule

Fagocitoza

• la protozoare - modalitate de hrănire.• la mamifere şi la om - rol important în

procesele de apărare ale organismului • celulele capabile de fagocitoză – fagocite

– In sange• macrofage - monocite• leucocitele - polimorfonucleare cu granulaţii

neutrofile

– macrofagele – in tesut se numesc histiocite

Funcţia fagocitelor

• îndepărtare a celulelor bătrâne

• distrugere a microbilor

• îndepărtează şi celulele:– moarte– maligne

1. Etapele fagocitozei Chemotactismul - mişcarea dirijată a fagocitelor

spre locul infecţiei componente bacteriene (proteine sau lipide) componente din organism:

proteine serice kalicreina componentele sistemului numit complement

produse de limfocite limfokine

de neutrofile componente din celulele moarte

2. Etapele fagocitozei Recunoaşterea şi ataşarea fagocitelor de particule se

face prin receptori din plasmalema fagocitului ce recunosc liganzi de pe suprafaţa particulei.

Indepartarea acidul sialic de pe membrana eritrocitelor determina fagocitarea acestora in splină

Celulele maligne au foarte puţin acid sialic pe suprafaţa lor şi de aceea sunt distruse

3. Etapele fagocitozei Înglobarea: se face prin emiterea de către

fagocit a unor prelungiri numite pseudopode

Omorârea celulelor fagocitate şi digerarea lor: se face după fuziunea fagosomului cu endosomii tardivi şi cu lisosomii

Distrugerea celulelor fagcitate

oxidaza din plasmalemă

2O2 + NADPH → 2O2- + NADP- + H+

Din recţia O2- + H2O2

hidroxil (OH) oxigenul singlet (1O2)

specii foarte reactive şi toxice care omoară microbii

catalizeaza

convertit

Endocitoza

LDL- “Low-density lipoproteins”

Endocitoza dependenta de receptori

CH

+ Lp

Exocitoza

Exocitoza - exemple evacuarea produşilor de secreţie celulară evacuarea neurotransmiţătorilor în spaţiul sinaptic; evacuarea granulelor de melanină din melanocitele

din piele Evacuarea resturilor nedigerabile din veziculele

lisosomale - defecare celulară evacuarea enzimelor lisosomale în condiţii:

fiziologice - de pildă din osteoclaste Patologice:

regurgitare celulară starea de şoc

1.Implicaţiile membranelor în patologie

Boli genetice datorate defecte de membrană localizate la un singur tip de

celulă anemii microcitare

sferocitoza eliptocitoza

defecte de membrană cu caracter generalizat distrofiile musculare

distrofina

canalopatiile, în care sunt modificate ca structură unul dintre canalele ionice epilepsi genetice

2. Implicaţiile membranelor în patologie Boli genetice ale organitelor celulare

lipsa unei proteine modificarea structurii unei proteine de membrană

Implicarea membranelor în bolile autoimune Cauzate de modificarea structurii proteinelor sau a

lipidelor din membrane Rezultatul este că celulele sunt recunoscute ca străine de către

organism - rezultand anticorpi.

Anticorpi atacă toate celulele de un anumit tip, rezultând boli autoimune: anemii, hepatite

3. Implicaţiile membranelor în patologie In bolile cardiovasculare

In hipertensiunea arterială - canalelor ionice In ateromatoză

implicaţii ale membranelor defectul receptorilor pentru LDL

Membranelor în cancer modificări ale:

plasmalemei unor membrane intracelulare (de pildă ale aparatului Golgi)