HISTOLOGIE CURS 4-Schimburile prin membrana-

Memb cel ocupa o pozitie importanta in economia celulei fiind considerata bariera care controleaza schimburile dintre celula si mediul extracelular, asigurand mentinerea homeostaziei celulare. Reglarea schimburilor este posibila datorita faptului ca memb cel este permeabila la substantele care se gasesc sub forma dizolvata in mediul extracelular sau intracelular.Permeabilitatea memb cel e selectiva deoarece nu permite trecerea oricarui tip de substanta. Memb cel este capabila sa faca o discriminare intre substantele pe care le inglobeaza din mediu sau le elimina in mediul extracelular.Din mediul extracelular celula inglobeaza factori nutritivi necesari mentinerii vietii ei,dar si activitatilor ei metabolice,deci inglobeaza apa,aminoacizi,glucoza,biocatalizatori si gaze.In mediul extracelular, celula elimina atat compusi fiziologici necesari organismului ca hormoni,enzime,diferiti compusi proteici,glucidici,dar si metaboliti rezultati din activitatea celulei ca amoniac,uree,bioxid de carbon. In procesele de schimb a diferitelor substante prin membrana celulara se disting 2 mari tipuri de transport:1. Transport membranar prin care se face schimb de molecule mici intre mediul extracelular si intracelular prin traversul membranei.2. Transportul in masa a moleculelor de marimi diferite prin formarea de vezicule pe seama membranei celulare.

Transportul transmembranar/microtransport asigura schimburile de apa si diferite substante dizolvate. In timpul vietii celulei apa si diferitele substante sunt inegal distribuite pe fata interna si externa a membranei celulare,echilibrarea lor aparand numai dupa moartea celulei. Cele 3 componente ale memb cel glicolema,plasmalema,citoschelet, realizeaza un adevarat filtru care lasa sa treaca numai UNELE MOLECULE. Glicolema reprezinta pentru transport un filtru cu orificii mari care permit trecerea cu usurinta a moleculelor fara sarcina electrica si in special a apei. Trecerea ionilor prin glicolema se face dificil intrucat majoritatea radicalilor ionizabili din glicolema sunt anioni(acidul sialic,radicali carboxilici). Ca urmare anionii vor trece usor pe cand cationii au tendinta sa se fixeze in reteaua glicolemei(calciu si sodiu).Plasmalema datorita stratului sau bimolecular lipidic actioneaza ca un filtru puternic pentru substantele hidrosolubile, ea permitand trecerea doar a substantelor solubile in lipide.Trecerea substantelor hidrosolubile saua ionilor este favorizata de pozitia proteinelor integrale care strabat continumul lipidic ,organizand pori hidrofili sau jucand rolul de mediatori de transport pentru diferite molecule mici intre celula si mediul extracelular.Citoscheletul dirijeaza moleculele sau inlesneste distributia lor in citoplasma. Dupa mecanismele care intervin in miscarea moleculelor prin membrana celulara deosebim 2 forme de transport si anume:1. Transportul pasiv2. Transportul activ1. Transportul pasiv este forma de transport care realizeaza trecerea substantelor prin traversul membranei in sensul gradientului de concentratie sau pentru ioni in sensul gradientului electrochimic. Se face fara consum de energie,folosind energia rezultata din miscarea moleculelor dintr-o parte in alta insensul gradientelor. Este

deci independent de metalbolismul celular. Se realizeaza prin 2 cai:A. Difuziune simplaB. Difuziune facilitata.A. Difuziunea simpla se realizeaza pentru cele mai multe tipuri de substante ,trecerea facandu-se lent. Este supusa legilor difuziunii si osmozei, fiind dependenta numai de forte fizice fara consum de energie. Difuziunea pasiva a moleculelor aflate in solutie depinde de greutatea lor moleculara. Moleculele cu greutate moleculara mica trec cu usurinta ,dar cu cat greutatea moleculara creste, cu atat difuziunea este mai mica. Trecerea substantelor solubile in lipide depinde si de gradul lor de solubilitate. In lipide (trec cu atat mai usor cu cat gradul de solubilitate este mai mare) ex:O2 CO2 si hormonii steroizi trec foarte usor prin lipide. Transportul prin difuziune a solutiilor ionizate se face extrem de dificil, deoarece bistratul lipidic al plasmalemei reprezinta o bariera nepolara ce impiedica difuziunea ionilor. Rata de difuziune a moleculelor incarcate este invers proportionala cu cantitatea incarcaturii lor electrice.Ionii monovalenti (sodiu+ potasiu+ clor-) strabat mai usor memb decat cei bivalenti(calciu,magneziu) sau cei trivalenti. Difuziunea se mai poate produce si prin canale sau pori. Reprezinta un mecanism de transport pasiv prin difuziune al diferitelor substante cu ajutorul unor pori sau canale hidrofile situate in grosimea memb cel. B. Difuziunea facilitata este mecanismul prin care sunt transportate prin traversul membranei mult mai rapid decat prin difuziune simpla(100000 de ori). Unele substante greu solubile in lipide si cu o greutate moleculara relativ mare.Este modalitatea de transport pentru glucoza, aminoacizi ,glicerol si purine.Se presupune ca in grosimea membranei celulare exista proteine cu rol de caraus ce iau substantele de pe o parte a membranei si le elibereaza pe partea cealalta.Se apreciaza ca la nivelul hepatocitelor prin membrana carora se transporta la nivelul hepatocitelor o cantitate considerabila de glucoza luata sau eliminata in sangele circulant exista 800000 de carausi transportori si fiecare transporta 180 de molecule de glucoza pe secunda. Activitatea sistemului de transport facilitat poate fi uneori influentata de hormoni, fie de concentratia ionilor din mediul extra sau intracelular. Ex: transportul glucozei prin membrana fibrelor musculare striate scheletale si cardiace este puternic influentata=stimulata de insulina,dar pentru hepatocite sau alte celule nu exista influente hormonale.

Tipuri de transport activIntrucat opereaza impotriva gradientului de concentratie, mecanismul de transport activ este adesea folosit pentru a obtine produsi extracelulari chiar daca ei au o concentratie foarte mica. Ex: absorbtia substantelor nutritive din epiteliul intestinal precum glucoza,aminoacizi sau resorbtia glucozei si aminoacizilor din filtratul glomerular. Numai in intestin si rinichi transportul glucozei si aminoacizilor este cu precadere activ.In hepatocite transportul lor se face prin difuziune facilitata cu ajutorul carausilor. Pentru mentinerea gradientului ionic intracelular trecerea ionilor prin membrana celulara se face impotriva gradientului de concentratie sau a celui electrolitic. Transportul ionilor se face cu protein enzime numite pompe. Aceste pompe pot transporta:-> un singur ion(a) ex pompa de calciu sau cea de magneziu-> doi sau trei ioni concomitent(b) ex pompa de sodiu si potasiu

Fluxul ionilor de calciu este reglat de calmodulinele din citoschelet .Pompa care transporta ionul de calciu sau de magneziu se numeste atepeaza. Ea a fost izolata la nivelul epiteliului intestinal.Vitamina D activeaza atepeaza de calciu si magneziu.a)Transportul a doi ioni(cel de sodiu si potasiu) presupune prezenta la nivelul plasmalemei a unei proteine care PREIA IONII DE SODIU  de pe fata interna a memb si ii elibereaza pe fata externa.b)Dupa eliberarea ionilor de sodiu,proteina preia ionii de potasiu de pe fata externa si ii introduce in citoplasma.Molecula proteica responsabila de acest transport este o enzima numita atepeaza sau pompa de SODIU-POTASIU.Studii de microscopie electronica ce folosesc anticorpi marcati au aratat ca atepeaza se afla localizata in grosimea memb cel:->la unele celule este localizata pe toata suprafata membranei.->la altele numai in segmentul diferentiat functional pentru activitatea de transport.Ex la nefrocite aceasta enzima se gaseste localizata la polul apical al celulelor.

Transportul cuplat este cel care concomitent cu eliminarea ionilor introduce apa sau o serie de alte molecule necesare activitatii celulare precum glucoza, aminoacizi.

Reglarea schimburilor prin membrana celularaPermeabilitatea membranei este dependenta direct pe de o parte de modificarile metabolice ale celulelor si pe de alta parte de variatiile mediului extracelular.Se deosebesc 3 tipuri de factori ce modifica permeabilitatea membranei celulare:-> fizici-> chimici-> biologiciFactorii fizici: temperatura. Cea optima e de 37 de grade. Temperatura scazuta incetineste transportul.Factorii chimici: anestezicele. Acestea incetinesc schimburile prin memb cel.Factorii biologici: sunt cei mai importanti. Sunt hormonii,cei care stimuleaza permeabilitatea eliteliului in special mineralo-corticoizii activitatea de la nivelul tubilor uriniferi pentru apa si aminoacizi. Insulina este alt hormon ce stimuleaza transportul intracelular al glucozei si aminoacizilor.Adrenalina favorizeaza cresterea permeabilitatii memb cel a celulelor musculare pentru ionii de calciu.

2. Transportul in masa este procesul in care celulele inglobeaza din mediul extracelular sau elimina in acesta particule de natura diferita. Transportul in masa se realizeaza cu ajutorul formarii de vezicule pe seama memb cel. In functie de mediul in care sunt eliminate veziculele deosebim 2 tipuri de transport in masa:I. EndocitozaII. Exocitoza

Endocitoza reprezinta transportul prin vezicule a substantelor din mediul extracelular in celula.Exocitoza reprezinta transportul prin membrana celulei cu ajutorul veziculelor, a substantelor din citoplasma in mediul extracelular.

Endocitoza reprezinta procesul prin care sunt inglobate din mediul extracelular prin intermediul veziculelor organizate pe seama membranei celulare de particule de marimi diferite,mergand pana la inglobarea de celule intregi.Dupa natura marerialului interiorizat din mediul extracelular,dar si dupa mecanismul de inglobare a substantelor distingem 2 tipuri de endocitoza:a) Fagocitoza-reprezinta endocitoza de particule din mediul extracelular.b) Pinocitoza-reprezinta endocitoza de fluid tisular impreuna cu particulele pe care le contin. Pinos=a bea

Fagocitoza (endocitoza de particule mari) este o activitate de transport foarte raspandita ,manifestata in conditii normale sau patologice de un sistem de celule numite fagocite.Phagein inseamna a manca. Prin fagocitoza celulele inglobeaza din mediul extracelular particule de natura foarte diferite: agregate bacteriene sau virale, macromolecule alterate, resturi celulare sau celule deteriorate in intregime.Dupa marimea particulelor fagocitate distingem:a) Microfage-fagocite ce inglobeaza numai particule mici(ex granulocitele)b) Macrofagele-fagocite ce inglobeaza atat particule mici cat si mari(ex mcrofagele tisulare ->microglia=macrofagul tesutului nervos            ->osteoclastul=macrofagul tesutului osos            ->celulele kupfer=macrofagele din ficat.Totalitarea tipurilor de macrofage tisulare constituie sistemul fagocitic mononuclear.