Download - Fiziologie Curs 1
FIZIOLOGIA
studiul funcţiilor diferitelor organe,
a integrării acestora în organismul întreg
şi al organismului în mediul înconjurător
CE ESTE FIZIOLOGIA?
• Fiziologia umană :
• Explică fenomenele normale care stau la
baza vieţii
• Scopul studiului fiziologiei:
• Explicarea factorilor fizici şi chimici
responsabili pentru originea, dezvoltarea şi
progresia vieţii
Fiziologia umană
Baza pentru
Fiziopatologie Patologie medicala
Farmacologie
Imunologie
Biochimie
Microbiologie
Necesita cunoasterea
Anatomie
De ce studiem fiziologia?
Pentru a înţelege principiile
fiziologice care stau la baza
funcţionării normale a organismului,
în vederea interventiei in situaţii
patologice.
Organizarea organismului uman
CELULA
TESUT
ORGANE
SISTEME
(ORGANISMUL
UMAN)
Diferite nivele ale cercetării fiziologice
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)
MEMBRANA CELULARĂ
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 membranare După dispoziţia faţă de stratul bilipidic:
A. PROTEINE INTEGRALE (INTRINSECI)
se leagă de centrul hidrofob al stratului bilipidic
1.transmembranare: traversează stratul bilipidic
-canale: permit trecerea substanţelor
cu moleculă mică
-pompe: transferul unor ioni împotriva
gradientelor de concentraţie sau voltaj
-receptori: fixează substanţe
(hormoni, mediatori)
determinând reacţii intracelulare
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
PROTEINELE membranare
După dispoziţia faţă de stratul bilipidic:
A. PROTEINE INTEGRALE (INTRINSECI)
se leagă de centrul hidrofob al stratului bilipidic
1.transmembranare: traversează stratul bilipidic
-canale: -permit trecerea substanţelor
cu moleculă mică, încărcate
electric
-porţi de activare şi inactivare
-selectivitate
-pori:
-pompe:
-receptori:
2.care se exteriorizează numai pe una din feţele membranei
PROTEINELE membranare
După dispoziţia faţă de stratul bilipidic:
A. PROTEINE INTEGRALE (INTRINSECI)
se leagă de centrul hidrofob al stratului bilipidic
1.transmembranare: traversează stratul bilipidic
-canale:
-pori: canale lipsite de porţi, totdeauna deschise
aquaporine (permit trecerea apei la nivelul
multor membrane – ductul colector renal)
-pompe/proteine transportoare:
-receptori:
2.care se exteriorizează numai pe una din feţele membranei
PROTEINELE membranare
După dispoziţia faţă de stratul bilipidic:
A. PROTEINE INTEGRALE (INTRINSECI)
se leagă de centrul hidrofob al stratului bilipidic
1.transmembranare: traversează stratul bilipidic
-canale:
-proteine transportoare:
leagă anumite substanţe suferind o
modificare conformaţională pentru a
transfera substanţa legată dintr-o parte
in alta a membranei
-pompe:
-receptori:
2.care se exteriorizează numai pe una din feţele membranei
PROTEINELE membranare
După dispoziţia faţă de stratul bilipidic:
A. PROTEINE INTEGRALE (INTRINSECI)
se leagă de centrul hidrofob al stratului bilipidic
1.transmembranare: traversează stratul bilipidic
-canale:
-proteine transportoare:
-pompe: transferul unor ioni împotriva
gradientelor de concentraţie sau voltaj
2.care se exteriorizează numai pe una din feţele membranei
PROTEINELE membranare
După dispoziţia faţă de stratul bilipidic:
A. PROTEINE INTEGRALE (INTRINSECI)
se leagă de centrul hidrofob al stratului bilipidic
1.transmembranare: traversează stratul bilipidic
-canale:
-proteine transportoare:
-pompe:
-receptori:
2.care se exteriorizează numai pe una din feţele membranei
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 celular
Forma celulei
Transport
Citoscheletul
Citoscheletul
Rezumat
MODELUL “ÎN MOZAIC FLUID”
-dispoziţia proteinelor nu este fixă
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 PASIV
fără 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
TRANSPORTUL PRIN MEMBRANELE CELULARE
DIFUZIUNEA
TRANSPORTUL PRIN MEMBRANELE CELULARE
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 traversează
membrana prin dizolvare în stratul bilipidic (O2, CO2)
-substanţele hidrosolubile traversează
prin intermediul proteinelor membranare
(canale)
TRANSPORTUL PRIN MEMBRANELE CELULARE
DIFUZIUNEA FACILITATĂ PRIN PROTEINE TRANSPORTOARE
-selectivitate
-specificitate
-saturare
în sensul gradientelor,
-cu viteză şi debit mult mai mare decît poate fi
explicat pe baza diferenţelor de concentraţie
-prin intermediul unor proteine transportor
-fără consum energetic
-pînă la egalarea concentraţiilor
-limitată de o capacitate maximă de transport
la care transportorul e complet saturat (glucoza)
-capacitate de transport scazuta comparativ cu
canalele ionice (102-103 molecule/sec)
-inalt selective
TRANSPORTUL PRIN MEMBRANELE CELULARE
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)
TRANSPORTUL PRIN MEMBRANELE CELULARE
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 PRIN MEMBRANELE CELULARE
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 PRIN MEMBRANELE CELULARE
TRANSPORTUL ACTIV SECUNDAR
transportul activ primar duce la generarea unor gradiente chimice sau
electrice care servesc ca forţă motrice pentru transportul altor substanţe
prin intermediul unui transportor comun
port
simport - cotransport (glucoza)
antiport - contratransport (Na-H)
TRANSPORTUL PRIN MEMBRANELE CELULARE
INT EXT
TRANSPORTUL ACTIV SECUNDAR
transportul 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)
port
simport - cotransport (glucoza)
antiport - contratransport (Na-H)
TRANSPORTUL PRIN MEMBRANELE CELULARE
INT EXT
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)
sau
Veziculele 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 MACROTRANSFER
TRANSPORTUL PRIN MEMBRANELE CELULARE