biologie si farmacologie celulara

8/3/2019 Biologie Si Farmacologie Celulara

1/41

Biologie i farmacologie celular

Biologia celular ntr-o viziune

util studenilor n farmacie


2/41

PARTEA GENERAL

Introducere

Celula unitatea structural i funcional a organismelor vii Cteva motive care s justifice interesul farmacitilor pentru biologia cellular

Organizarea i funcionarea structurilor celulare Organizareai rolul membranei celulare

Lipidele membranare Proteinele membranare Componenta glucidic a membranei Funcionarea membranei ca sistem integrat

Organizareai funciile nucleului Organizareai funcionarea organitelor celulare

Organite nedelimitate de endomembrane Ribosomul Citoscheletul

Microfilamentele Filamentele intermediare Microtubulii

Proteasomul Apoptosomul

Organite delimitate de endomembrane Mitocondria Peroxisomul Reticulul endoplasmic Aparatul Golgi Lizosomul

Principii ale funcion

rii structurilor celulare

i exploatarea lor n

farmacologie


3/41

PARTEA SPECIAL

Mecanisme celulare de aciune a medicamentelor

Medicamente cu acionare la nivelul membranelor Medicamente cu acionare la nivelul nucleului Medicamente cu acionare la nivelul structurilor citoplasmatice

esuturi de trecere a factorilor terapeutici Sngele principalul esut de conducere a medicamentelor la int Endoteliul cale i int farmacologic Epiteliile digestive i implicarea lor n mecanismele farmacologice Tegumentul i accesibilitatea sa pentru medicamente


4/41

ORGANIZAREA MOLECULAR

A MEMBRANELOR CELULAREDE LA MOLECULE LA O STRUCTUR

FUNCIONAL


5/41

CONSIDERAII GENERALE ASUPRA

ORGANIZRII MOLECULARE A MEMBRANELOR

Ap: 20-30% Rezidiu uscat: 70-80% Substane minerale: ~1%

Substane organice: ~99% Lipide: 40-50%

Proteine: 50-60%

Component glucidic: 1-10%


6/41

Aranjarea componentelor chimice n biomembrane

conform modelului mozaic fluid

Funciile membranei celulare

1. Funcie de barier

2. Funcie metabolic


7/41

Lipidele membranare

Definiia lipidelor

Problematica:

De ce lipide?

Care dintre lipide?

De ce bistrat?

Aspecte generale


8/41

Care dintre lipide?Clasificri ale lipidelor:

1. Funcie de structura chimic global:- fosfolipide 70-75%;- colesterol 20-25%;- glicolipide 1-10%.


9/41

Care dintre lipide?Clasificarea fosfolipidelor:

X - colin fosfatidilcoline (PC);X - etanolamin fosfatidiletanolamine (PE);X - serin fosfatidilserine (PS);X - inozitol fosfatidilinozitoli (PI);

X - hidrogen acizi fosfatidici (PA);

Alte fosfolipide:sfingomieline (SM);

cardiolipine: 1,3-difosfatidil-glicerine.

20-25%20-25%

20-25%

20-25%

~1%

~1%

1. n funcie de poliolul din structur:- fosfogliceride (glicerofosfatide);- fosfosfingozide (sfingofosfatide).

2. n funcie de X


10/41

Asimetria distribuiei lipidelor membranare

PC i SM foia extern a bistratului lipidicPE, PS i PI foia intern a bistratului lipidicColesterolul echilibrat ntre cele dou foie

Mai mult eterogenitate

(a) n poziia 1 a glicerinei: un acid gras saturat (C14, C16, C18);ordinea abundenei:C16 > C18 > C14.

(b)n poziia 2 a glicerinei: un acid gras nesaturat (C18:1, C18:2,

C18:3, C20:4)

Glicolipidele foia extern a bistratului lipidic exclusiv


11/41

De ce bistrat?

Structura cea mai simpl care rezolv problema separrii de mediu;Posibiliti de asamblare spontan;

Tenacitate n refacerea structurii;

Asigur comportament independent, dari solidar celor dou feeale membranei

Confer proprieti fizico-chimice diferite celor doua fee ale membranei;


12/41

Starea fizic i dinamica bistratului lipidic- Proprieti fluide manifestate bidimensional

Micrile lipidelor n cadrul bistratului1. Micri intramoleculare2. Micri intermoleculare


13/41

Micrile intramoleculare

1. Micri de rotaie

2. Micri de flexie

109 rotaii/s

108 flexii/s


14/41

Micrile intermoleculare

1. Micri de translaie 107 schimbri direcie/s

2. Micri flip-flop extrem de rare


15/41

Fluiditatea membranelor

Factori de reglare a fluiditii membranelor

Fizici- Presiunea- Temperatura

Chimici- Intrinseci- Extrinseci


16/41

Reglarea fluiditii membranelorprin factori celulari intrinseci

Rolul acizilor grai nesaturai

Rolul colesterolului


17/41

Factori chimici extrinsecide reglare a fluiditii membranelor

Fiziologici

Patologici

Terapeutici


18/41

Caracterul mezomorf al bistratului lipidic

Microdomenii de membran

Caveole

Plute lipidice


19/41

Rolurile lipidelor membranare

1. Rol structural asigur funcia de barier;

2. Roluri metabolice:(i) Recunoa

tere

i semnalizare intercelular

(glicolipide)

(ii) Semnalizarea prin aciunea fosfolipazelor

- Fosfolipaza A1 (PLA1) elimin AG din poziia 1 a glicerinei;

A1

- Fosfolipaza A2 (PLA2) elimin AG din poziia 2 a glicerinei;

A2- Fosfolipaza B (PLB) elimin ambii AG simultan;

B - Fosfolipaza C (PLC) taie ntre glicerin i fosfat;

- Fosfolipaza D (PLD) scoate componenta X

CD


20/41

Acidul arahidonic

surs de mesageri secunzi

1. Calea ciclooxigenazei:

(i) prostaglandine

(ii) prostacicline

(iii) tromboxani

2. Calea lipooxigenazei: leucotriene


21/41

Cascada fosfoinozitidelorfosfatidilinozitol (PI)

fosfatidilinozitol-4-fosfat (PIP)

fosfatidilinozitol-4,5-bisfosfat (PIP2)

diacilglicerol (DAG) + inozitol-1,4,5-trisfosfat (IP3)

PI kinazATP

ADP

ATP

ADPPIP kinaz

fosfolipaz C(specificpentru fosfoinozitide PLC-)


22/41

PC SM PE PS

PROTEINELE MEMBRANARE


23/41

Clasificarea proteinelor membranare

Funcie de poziia fa de bistrat- periferice (extrinseci ) ~25%;

- integrale (intrinseci) ~75%.

Proteinele extrinseci:

- ectoproteine;- endoproteine.

Proteinele intrinseci:

ectoproteine

endoproteine

- transmembranare;

- ?

proteintransmembranar

?


24/41

Caracteristicile fizico-chimice

ale proteinelor periferice

Extractibile cu soluii saline, sau ageni chelatori;

Au caracter hidrofil; Dup extracie nu poart lipide asociate i i pastreaz

solubilitatea n ap;


25/41

Caracteristicile fizico-chimice

ale proteinelor transmembranare

Definirea domeniilor structurale

1. ectodomeniu;2. endodomeniu;

3. domeniu transmembranar.

ectodomenii

endodomenii

domenii

transmem-branare

Clasificare n funcie de numrul de treceriprin bistratul lipidic:

1. unipas;

2. multipas.

Clasificare n funcie de orientarea lanuluipolipeptidic fa de bistratul lipidic:

1. tip I NH2 terminal n ectodomeniu;

2. tip II NH2 terminal n endodomeniu.

- se pot extrage din structura membranelor numai cu detergeni;- rmn asociate permanent cu lipide;- sunt insolubile n ap;

- au caracter amfifil.


26/41

Modaliti de structurare

a domeniului transmembranar


27/41

Proteinele membranei eritrocitare

Electroforeza n gel de poliacrilamid i nprezen de dodecilsulfat de sodiu (SDS-PAGE)

-glicoforina: glicoprotein abundent; 30 kD;

migrare atipic; 131 aa; protein transmembranar,uipas, tip I; ectodomeniu mare cu 16 lanuri glucidice;endodomeniu mic; domeniu transmembranar cu 26aa;funcie necunoscut.

- banda 3: funcia canal de schimb anionic (HCO3-/Cl-);~100 kD; ~930 aa; protein transmembranar, multipas,tip II; domeniul transmembranar cel puin 13 treceri nhelix prin bistratul lipidic (~50% din masa molecular);endodomeniul mare, ~400 aa, ~40kD, poart grupareaNH2-terminal; ectodomeniu mic, ~20 aa, doar 2 lanuriglucidice.


28/41

Proteinele membranei eritrocitare

Citoscheletul asociat membranei reea de endoproteine,grosime 5-10nm

spectrina: protein periferic (endoprotein); heterodimer,form de bastona; echivalent n alte celule - fodrina.

cap coad

ankirina: endoprotein globular ( ~ 8 x 9,5 nm); se leag laspectrin n treimea caudal; echivalente n alte celule nectina,

syndeina.

banda 4.1: protein globular ( ~ 6 nm)

actina: protein globular ( ~ 5 nm); apare ca oligomer n nodurile

reelei citoscheletale asociate membranei.


29/41

Organizarea spaial

a citoscheletului asociat membranei


30/41

Mobilitatea proteinelor membranare


31/41

Rolul proteinelor membranare

Asigur funciile metabolice ale membranelor,dar au i rol structural. Transportori prin membran (canale, pompe,

conexoni); Transportori cu membran (clatrin, caveolin); Receptori (hormoni, factori de cretere, citokine

chemokine); Molecule de adeziune (integrine, aderine);

Enzime (metaloproteinaze de matrice extracelular,

fosfolipaze); Proteine de semnalizare;

Proteine structurale.


32/41

Componenta glucidic a membranei

3. proteoglicani.2. glicoproteine;1. glicolipide;


33/41

Generaliti asupra compoziiei glucidice a

glicocalixului

Monozaharide componente: Glc, GlcNAc, Gal,

GalNAc, Man, Fuc, acizi sialici (SA) Glicolipidele: 1 lan oligozaharidic, neramificat Glicoproteinele: mai multe lanuri, ramificate,

inserate N-, sau O-glicozidic Consideraii structurale asupra secvenei

glucidice


34/41

Evidenierea glicocalixului

Metode nespecifice: rou de ruteniu


35/41

Evidenierea glicocalixului

Metode specifice: citochimie ultrastructural cu lectine

5, 10 ConA; 6, 11 WGA; 7, 12- RCA


36/41

Rolul componentei glucidice membranare

Rol de protecie a membranei

Particip la sarcina electric negativ a suprafeeicelulare Necesare, dar nu neaprat suficiente funcionrii

receptorilor Particip la fenomene de recunoatere celular:

Purttoarele antigenelor de grup sanguin

Extravazarea leucocitelor Fertilizarea (fuzionarea spermatozoidului cu ovocitul)


37/41

Structurile glucidice purttoare ale

antigenelor de grup sanguin

Grupa O: Fuc12Gal14Glc NAcGrupa A: Fuc12Gal14Glc NAc

13

GalNAc

Grupa B: Fuc12Gal14Glc NAc13

Gal


38/41

Diapedeza leucocitelor

n zonele inflamatorii


39/41

Etapele procesului de extravazare a

leucocitelor n zonele inflamatorii

REZUMAT


40/41

REZUMAT

REZUMAT


41/41

REZUMAT

microdomenii de membran; domenii de membran

biologie si farmacologie celulara

Documents