Biologie 12: Structuri și Funcții

Biochimie Medicală - Curs Introductiv

• Curs introductiv de Biochimie Medicală, susținut de Conf. univ. dr. Brînduşa Alina PETRE.

Aspecte Moleculare ale Vieții: Spațiu

• Spațiul biologic cuprinde structuri microscopice și macroscopice, având o gamă largă de dimensiuni, de la atomi până la structuri mult mai mari.
• Unitățile de măsură includ ångström (Å), picometre (pm), nanometri (nm), micrometri (µm), milimetri (mm), centimetri (cm), metri (m).
• Legături chimice: covalente (~1 Å), electrostatice (~2,5 Å), de hidrogen (~2,5-3 Å), van der Waals (<3-4 Å).
• Exemple de structuri biologice: atomi, molecule, macromolecule, organite celulare, celule, hemoglobină, ribozom, bacterii, hematii, glucoză.
• Dimensiuni: atomi (0,1 nm), molecule (1 nm), macromolecule (10 nm), organite celulare (10-100 nm), celule (10 µm), bacterii (~1-2 mm).

Aspecte Moleculare ale Vieții: Timp

• Scara de timp a reacțiilor biologice variază foarte mult.
• Exemple: absorbția unui foton în celulele cu conuri din retină (1 ps), vibrații proteice (10 ns), despiralarea ADN (10 µs), viteza catalizei enzimatice (10 ms), diviziunea microbiană (1 s), biosinteza unei proteine (10³ s).

Structura Ierarhică a Oaselor

• Structura ierarhică a oaselor, arătând principiul de organizare de la molecule de colagen la osteoni.
• Ultrastructural - hydroxyapatita și proteina colagen.
• Microstructural - osteon, incluzând canalul Haversian, canaliculi, lamele, osteocite, linia cement.
• Celulele vii ale oaselor (osteocite) sunt situate în lacune și conectate prin canaliculi.

Canalul Haversian

• Canalul Haversian servește la transportul nutrienților și oxigenului în interiorul osului, menținând astfel regenerarea țesutului osos.
• Localizat în centrul fiecărui osteon, înconjurat de lamele concentrice de matrice osoasă cu osteocite.
• Conține vase de sânge, nervi și limfatice, asigurând aportul necesar pentru funcționarea și sănătatea osului.
• Conectat la alte canale Haversiene prin canale transversale (canale Volkmann).

Măduva Osoasă

• Măduva osoasă se găsește în cavitatea medulară a oaselor lungi, fiind înconjurată de os compact.
• Măduvă hematopoietică (roșie) produce celule sanguine, iar măduvă adipoasă (galbenă) este formată predominant din grăsime.
• În oasele spongioase (trabeculare), măduva osoasă este situată între trabeculele osoase.

Echilibrul Hidro-Electrolitic: Distribuția Apei

• Apa constituie componentul principal al organismului uman, distribuită în diferite compartimente (intracelular, extracelular, interstitial, intravascular), delimitate de membrane.
• La naștere organismul conține 75-80% apă, procent care scade odată cu vârsta (60-65% la adulți).
• Exemplu: țesutul nervos (90% apă), țesutul adipos (<10% apă).

Organitele Celulare

• Descrierea diferitelor organite celulare (mitocondrii, aparatul Golgi, lizozomii, nucleu) și funcțiile lor.
• Funcții (de exemplu): Mitocondrii - centrale energetice ale celulei producătoare de energie (ATP).
• Structuri (de exemplu): Aparatul Golgi - modifică, sortează și ambalează proteine și lipide; lizozomii - centre de reciclare a celulei conțin enzime digestive.

Volumul Plasmatic

• Apa din circulație influențează volumul plasmatic, fracțiune lichidă a sângelui/limfei, conținând apă, substanțe anorganice dizolvate și substanțe organice.
• Metode de măsură: analiza gradului de dilutie a unui colorant macromolecular (albastru Evas), albumină marcată cu iod radioactiv, analiza gradului de dilutie a unor substante neutre in plasma circulante..

Limfa

• Limfa este un lichid incolor ce circulă prin vase și ganglioni limfatici și în spațiile intercelulare, mediind schimbul de substanțe între sânge și țesuturi.
• Participă la filtrare trecută prin ganglionul limfatic inainte de a fi reinglobata in fluxul sangvin.
• Conține leucocite, inclusiv limfocite, și deșeuri celulare.
• Circulaţia limfei are un sens contrar forței de gravitație.

Anatomia Sistemului Limfatic

• Descrie locația și structura sistemului limfatic, indicând structurile implicate în imunitate, ca ganglionii limfatici, amigdalele, timusul, splina si măduva osoasă.

Bilantul Hidric Zilnic

• Pierderi prin piele, plămâni, digestiv și renal, și câștiguri prin metabolism oxidativ și aport prin dietă.
• Factori ce variază necesarul zilnic: starea de sănătate, vârstă, condițiile climatice și activitatea fizică.
• Notează relația dintre temperatura și caracteristicile apei.

Electroliți în Corpul Uman

• Importanța electroliților pentru menținerea funcționalității organismului, echilibrul acido-bazic și activitatea nervoasă.
• Importanța sodiului în reglarea echilibrului hidro-electrolitic și a tensiunii arteriale, necesare pentru funcțiile musculare și nervoase;
• Importanța potasiului în reglarea funcțiilor cardiace, transmiterea impulsurilor nervoase și sănătatea oaselor;
• Importanța magneziului și calciului asociate cu sinteza ADN/ARN, transmiterea impulsurilor nervoase, contracții musculare, reglarea tensiunii arteriale, cresterii, oase/dinți și sistemului nervos şi muscular, reglarea tensiunii arteriale;
• Clorurile mențin echilibrul acido-bazic, important pentru digestie si depurarea ficatului.
• Fosfații mențin sănătatea oaselor și dinților, contribuind la producerea de energie necesară cresterii şi reparării tesuturilor.
• Bicarbonatul menține echilibrul pH-ului în organism, reglarea funcției cardiace.

Distribuția Electroliților

• Descriere a distribuției ionilor în compartimentele fluide ale organismului (intracelular și extracelular).

Osmolalitatea Serică

• Determinarea osmolarității serice prin numărul de particule dizolvate în soluție (mol/L).
• Presiunea osmotică este determinată de concentrația de molecule dizolvate şi de dimensiunile acestora.
• Osmolalitatea plasmei (aproximativ 285-310 mmol/kg), care depinde de concentrația de sodiu, potasiu, glucoză și uree;
• Raportul sodiu seric/osmolalitate variază în mod normal între 0.43-0.5. Factori care determină modificari a raportului sodiu seric/osmolalitate.

Presiunea Coloid-Osmotică (Oncotică)

• Presiunea oncotică este creată de molecule mari de proteine, în special albuminele plasmatice.
• Este presiunea osmotică exercitată de proteinele plasmatice, care mențin apa în spațiul intravascular.
• Importantă în distribuția fluidelor între spațiul intravascular și interstițial. Mecanisme speciale de traverseare a proteinelor.

Presiunea Hidrostatică

• Presiunea generată de inima, scăzând la capilare și vene.
• Importantă pentru filtrarea fluidelor prin peretele capilar.
• Conectarea dintre presiunea hidrostatică și presiunea osmotică, impact asupra distribuțiilor fluide intra/extracelulare, în vase de sânge / capilare.
• Reglează filtrarea și reabsorbția fluidelor la nivelul capilarelor sanguine.

Reglarea Nivelului ADH

• Reglarea nivelului hormonului antidiuretic (ADH) în funcție de presiunea arterială și osmolaritate.

ADH- Hormonul Antidiuretic

• Hormon peptidic neurohipofizal ce controlează homeostazia osmolarității lichidelor corporale, prin reglarea reabsorbției diferitelor specii moleculare, prin canalul renal. Crescând rezistența periferică vasculară, ADH crește tensiunea arterială.

Funcții ale Vasopresinei

• Reglează retenția de apă a corpului și presiunea arterială.
• Implicat în formarea memoriei.

Glanda Hipofiza

• Descrierea structurii și funcțiilor glandei hipofize, incluzând lobul anterior (adenohipofiza) – eliberează o serie de hormoni (hormonul de creștere, hormonul de stimulare tiroidiană, hormonul adrenocorticotrop, hormonul de stimulare foliculară, hormonul luteinizant, prolactina) și lobul posterior (neurohipofiza) – produce hormonul antidiuretic (ADH) și oxitocină.

Osmolalitatea Serică: Test Medical

• Metode de determinare a osmolalităţii serice, incluzând osmometria cu reducerea punctului de îngheț.
• Stabilitate a probei, timpul de păstrare (3 zile la 2-8°C), conditii pentru recoltarea probei.

Osmolalitatea Sericǎ: Afecțiuni Medicale

• Modificări ale osmolalității serice asociate cu afecțiuni medicale (de exemplu, afecțiuni renale, hipercalcemie, hiponatremie, edeme).
• Importanța monitorizării osmolarității în evaluarea diagnostică a afectiunilor medicale.

Compoziția Unor Fluide Administrate Parenteral

• Compoziții de electroliți și glucoză pentru soluții izotone, hipotone, în funcție de necesitatea și indicațiile terapeutice.

Acest quiz testează cunoștințele despre legături covalente, dimensiuni ale ribozomilor și canalului Haversian, precum și funcțiile acestora. De asemenea, va explora caracteristicile organismelor autotrofe și heterotrofe, împreună cu rolul apei în țesuturile nervoase.