Semnalizare celulară și interacțiuni ligand-receptor

Membrana celulară

• Fosfolipidele formează o matrice fosfolipidică cu două straturi monomoleculare.
• Fiecare strat are o extremitate hidrofilă orientată spre exteriorul membranei și una hidrofobă spre interiorul membranei.
• Această structură restricționează trecerea liberă a unor substanțe prin membrană.
• Membrana este permeabilă pentru molecule mici, nepolare (gaze respiratorii, acizi grași, glicerol, hormoni steroizi, uree, etanol), dar impermeabilă pentru molecule mari și polare (ioni, glucoză, aminoacizi).
• Fosfolipidele acționează ca sursă de mesageri intracelulari (de exemplu, fosfatidilinozitol 4,5-bifosfat, IP3, DAG) și extracelulari (acid arahidonic, prostaglandine, tromboxani). Acestea influenţează diverse procese celulare, inclusiv contracția musculară, metabolismul și secreția celulară.

Proteinele membranare

• Proteinele periferice sunt slab ancorate de matricea fosfolipidică şi au mobilitate mare. Ele acționează în principal ca enzime membranare (ex: acetilcolinesteraza, adenilatciclaza) sau stabilesc contacte cu structuri extracelulare sau citoscheletul celular.
• Proteinele integrale străbat întreaga membrană şi sunt ancorate puternic în matricea fosfolipidică. Ele acționează ca canale pentru ioni şi apă, transportoare de substanțe, receptori membranari, proteine de atașare şi recunoaştere intercelulară.

Transportul pasiv

• Transportul pasiv este spontan, fără consum de energie. Are loc în sensul reducerii unor gradiente de potențial electrochimic, presiune osmotică și presiune hidrostatică.
• Include difuziune, osmoză și filtrare.
• Difuziunea facilitată este un tip de transport pasiv care necesită o proteină transportatoare. Rata difuziunii facilitată este influențată de gradientul de concentrație și de capacitatea transportorului.

Canalele ionice voltaj-dependente

• Canalele ionice voltaj-dependente sunt canale rapide de sodiu, potasiu și calciu prezente pe membranele neuronale și musculare.
• Ele sunt activate sau inactivate odată cu modificarea potențialului de membrană.
• Canalele ionice de Na+ sunt responsabile pentru depolarizarea, în timp ce canalele de K+ sunt responsabile pentru repolarizarea membranei. Canalele ionice de Ca2+ joacă un rol în diverse procese celulare, inclusiv contracția musculară și secreția celulară.

Canalele operate de liganzi

• Canalele operate de liganzi extracelulari sunt canale care se deschid în urma legării unui ligand pe receptorii de pe membrana celulei.
• Canalele operate de liganzi intracelulari se deschid în urma legării unui mesager intracelular pe receptorii unor canale ionice.

Transportul activ

• Transportul activ necesită consum de energie (ATP) și se desfășoară împotriva gradientului electrochimic.
• Este clasificat în primar (transportul direct al energiei) și secundar (transportul indirect al energiei prin utilizarea gradientului electrochimic generat de un transport activ primar).
• Astfel de procese includ transportorul Na+/K+.

Receptorii membranari

• Receptorii membranari sunt proteine care se leagă de molecule semnal (liganzi) din mediul extracelular.
• Receptorii sunt clasificate în receptorii care acționează ca canale ionice, ca enzime membranare sau ca receptori asociați cu proteine G.
• Ele joacă un rol crucial în reglarea activităților intracelulare, prin intermediul unor mesageri secundari sau a activarea unor enzime membranare.

Interacțiunea ligand-receptor

• Interacțiunea ligand-receptor este procesul fizico-chimic responsabil pentru comunicarea între celule.
• Acestea includ etape ca, formarea unui complex ligand-receptor, activarea mecanismului de semnalizare intracelulară și modificarea configurației structurale a receptorului.
• Clasificări: agoniste, agoniste parţiale şi antagoniste.

Sisteme generale de semnalizare membranară

• Funcția lor este de a transforma informația purtată de un mesager primar în răspuns celular specific.
• Acestea includ sistemul adenilatciclază-AMPc, guanilatciclază-GMPC, derivați de fosfatidilinozitol (IP3, DAG) şi calciu-calmodulina.

Feedback negativ (caracteristici, exemple)

• Caracterizează mecanismele de autoreglare, prin care sistemul reacționează pentru a contracara orice abatere de la valorile normale în direcția unui răspuns negativ.
• Un exemplu este reglarea tensiunii arteriale. Dacă TA este mai mare decât valorile normale sistemul se declanşează pentru a reveni la valorile normale.

Reglarea umorală a funcţiilor organismului

• Funcţionarea organismului este coordonată prin intermediul compușilor biologic activi din fluidele corpului (sânge, limfă, lichidul interstițial) de tipul metaboliţilor, hormonilor și parahormonilor și ionilor.

Reglarea endocrină a funcţiilor organismului

• Această reglare este efectuată prin intermediul hormonilor secretați de glandele endocrine, cu efect asupra țesuturilor și organelor.

Reglarea nervoasă a funcţiilor organismului

• Sistemul nervos face parte din cel mai rapid sistem de comandă, cu rapiditate, mobilitate maximă și finețe în execuție.
• Sistemul nervos controlează răspunsuri somatice şi vegetative.
• Arcul reflex este constituit din receptori, calea aferentă, centrul nervos, calea eferentă și un efector.
• Există arcuri refleşe somatice și vegetaticive.

Potențialul de repaus neuronal

• Este diferența de potențial electric între suprafața internă și externă a membranei neuronale în repaus, determinată de distribuția diferențiată a ionilor.
• Valoare ≈70 mV (între -60 și -90 mV).

Potențialul de acţiune neuronal

• Este o modificare rapidă și reversibilă a potențialului de membrană, care rezultă ca răspuns la o excitare.
• Are anumite etape: depolarizarea, potenţial vârful (spike) și repolarizarea.
• Potențialul variază intre -55 si + 30 mV.
• Există trei categorii de perioade excitabile: absolută, relativă şi normoccitabilă.

Sinapsa

• Sinapsa este joncțiunea dintre doi neuroni.
• Existența sinapselor chimice şi electrice.
• Elemente:presinaptice, fanta sinaptică și postsinaptice.
• Neurotransmițători (NT): sunt compuşi organici mici sintezati în pre-sinapsa, ajung prin difuziune.

Transmiterea sinaptică

• Transmiterea sinaptică reprezintă procesul de transmitere a semnalului de la o celulă la alta, prin intermediul unei sinapse.
• Asigură direcționarea NT spre membrana postsinaptică.
• Aici NT se leagă de receptorii specifici și a declanșat răspunsul postsinaptic.
• Procesul este rapid (0,4-0,7 msec).
• Aici avem neurotransmițători şi co-neurotransmițători.

Organizarea funcţională a rinichiului. Filtrarea glomerulară

• Funcția de filtrare a sângelui este realizată de nefroni, existând două tipuri, corticali și juxtamedulari. Ambele tipuri de nefroni au un rol important în filtrarea glomerulară și mențin concentrația constantă a urinei.
• Membrana filtrantă glomerulară constă din endoteliul capilar, membrana bazală și membrana de la nivelul capsulei Bowman.
• Forțele favorabile filtrării sunt presiunea hidrostatică intracapilară (60 mmHg)
• Forțele care se opun filtrării sunt presiunea hidrostatică capsulară (18 mmHg ) și presiunea oncotică capilară (32 mmHg).
• Presiunea netă de filtrare = presiunea intracapilară minus (presiuni oncotice + capsulară) = 10 mmHg.
• Autoreglarea fluxului sanguin renal este un mecanism care menține presiunea și filtrarea constanta.
• Factorii ce influenţează sunt : presiunea hidrostatică intracapilară, presiunea oncotică intracapilară și presiunea hidrostatică capsulară.
• Aparatul juxtaglomerular (AJG) conține structuri care controlează presiunea glomerulară. Acestea sunt celulele juxtaglomerulare, celulele macula densa și celulele mezangiale.

Rolul celulelor endoteliale în păstrarea echilibrului fluido-coagulant

• Endoteliul normal funcționează ca o barieră fizică împiedicând inițierea hemostazei.
• Celulele endoteliale secrează NO și PGI2 în cantități mari pentru a preveni formarea de cheaguri.
• Rol: controlul volumului sanguin, presiunea sanguină și reglarea contracției vaselor sanguine.

Hemostază primară

• Procesul care are loc imediat după o leziune vasculară și constă în vasoconstricția locală, activarea și agregarea trombocitelor.
• Acest proces este declanșat de factorii locali la zona de leziune vasculară.

Test despre molecule care traversează membrana celulară și rolul IP3. Explorează interacțiunea ligand-receptor, tipurile de semnalizare membranară și activarea proteinelor Gs și GCm. Testul abordează, de asemenea, efectul PGI2 și rolul acidului arahidonic.