Sinteze Fiziologie Semestrul I PDF

SINTEZE FIZIO, SEMESTRUL I CURSUL 1 – Membrana celulară 1. Rolurile fosfolipidelor membranare FOSFOLIPIDELE - formează matricea fosfolipidică alcătuită din două straturi monomoleculare. Fiecare strat prezintă: − o extremitate hidrofilă spre porţiunea periferică a membranei − o extremitate hidrofob...

SINTEZE FIZIO, SEMESTRUL I CURSUL 1 – Membrana celulară 1. Rolurile fosfolipidelor membranare FOSFOLIPIDELE - formează matricea fosfolipidică alcătuită din două straturi monomoleculare. Fiecare strat prezintă: − o extremitate hidrofilă spre porţiunea periferică a membranei − o extremitate hidrofobă spre porţiunea mijlocie a membranei un miez hidrofob care restricţionează pasajul liber al substanţelor FUNCŢIILE MATRICEI FOSFOLIPIDICE (a) ASIGURĂ PERMEABILITATEA SELECTIVĂ A MEMBRANEI membrana este permeabilă pentru molecule liposolubile mici, nepolare: − gaze respiratorii (O2 , CO2 ) − acizi graşi − glicerol − hormoni steroizi − uree − etanol membrana este impermeabilă pentru: − molecule mari (glucoză, aminoacizi) − molecule mici polare (ioni) membrana este parţial permeabilă pentru apă (b) SURSĂ DE MESAGERI INTRACELULARI Fosfatidilinozitol - 4,5 - bifosfat (PIP2 ) MESAGERI INTRACELULARI IP3 (inozitoltrifosfat) DAG (diacilglicerol) IP3 stimulează eliberarea Ca2+ din reticulul endoplasmatic reglarea contracţiei fibrei musculare netede DAG activează proteinkinaza C membranară activarea enzimelor intracelulare care reglează metabolismul şi secreţia celulară. (c) SURSĂ DE MESAGERI EXTRACELULARI Fosfolipide membranare ACID ARAHIDONIC Calea ciclooxigenazei PROSTAGLANDINE (PG) PGI2 (prostaciclina) − Vasodilataţie − Inhibă aderarea şi agregarea trombocitelor TROMBOXANI (Tx) TxA2 Vasoconstricţie − Stimulează aderarea şi agregarea trombocitelor Calea lipooxigenazei LEUCOTRIENE (LT) − Răspuns inflamator − Contracţia musculaturii netede bronşice 2. Proteinele membranare: tipuri și roluri proteine periferice (extrinseci) proteine integrale (intrinseci) proteine periferice − sunt slab ancorate de matricea fosfolipidică prin forţe electrostatice − au mobilitate mare în planul membranei ROLURI în principal rol de enzime membranare: − externe: acetilcolinesteraza (AChE) de la nivelul membranei postsinaptice hidrolizează acetilcolina (ACh) în acetat şi colină − interne: adenilatciclaza (AC) generează AMPc (mesager intracelular) stabilesc contacte: − externe: cu componente ale matricei extracelulare fixează celula de structurile extracelulare − interne: cu citoscheletul celular menţine forma celulei şi participă la mişcările celulare Proteine integrale − străbat întreaga matrice de pe o faţă pe alta − au o structură asimetrică − sunt puternic ancorate de matricea fosfolipidică − au o mobilitate mai redusă în planul membranei ROLURI proteine canal pentru ioni şi apă proteine transportoare (“carrier”) proteine receptori membranari proteine de ataşare intercelulară proteine de recunoaştere intercelulară O 3. Transportul pasiv: caracteristici generale, descrieți difuziunea facilitată este spontan are loc fără consum de energie (ATP) se desfăşoară sub acţiunea unor forţe fizice şi în sensul reducerii unor gradiente: − de potenţial electrochimic − de presiune osmotică − de presiune hidrostatică MECANISME DE TRANSPORT PASIV Difuziunea Osmoza Filtrarea Difuziunea facilitată − asigură transportul pasiv al substanţelor organice (ex: glucoza, aminoacizi) − necesită o proteină “carrier” specifică − viteza de transfer este crescută − transportul este limitat de capacitatea transportorului până la o valoare maximă (Tmax) − poate fi influenţată de substanţe biologic active insulina creşte de 10 - 20 ori difuziunea facilitată aglucozei prin creşterea numărului de proteine transportoare (GLUT) RATA difuziunii facilitate depinde de: − mărimea gradientului − capacitatea transportorului (valoarea Tmax) 4. Canalele ionice voltaj-dependente: definiție, descrieți canalele rapide de sodiu DISTRIBUŢIE: pe membrana neuronală şi a fibrei musculare scheletice şi miocardice sunt puternic încărcate negativ prezintă două porţi: − de activare (m) − de inactivare (h) STĂRI FUNCŢIONALE − canal în repaus - poarta m închisă şi poarta h deschisă − canal activat - ambele porţi deschise − canal inactivat - poarta m deschisă şi poarta h închisă DINAMICA PORŢILOR atingerea potenţialului prag (- 55 mV) determină activarea canalului rapid de Na+ influx de Na+ depolarizant (faza ascendentă a potenţialului de acţiune) condiţionează excitabilitatea membranei − canalele de Na+ activate sau inactivate membrană inexcitabilă − canalele de Na+ în stare de repaus membrană excitabilă 5. Canalele ionice voltaj-dependente: definiție, descrieți canalele rapide de potasiu și calciu Canale de K DISTRIBUŢIE: membrana tuturor structurilor excitabile PARTICULARITĂŢI STRUCTURALE nu sunt încărcate electric negativ au o singură poartă n - de activare DINAMICA PORŢILOR - mai lentă depolarizarea completă (+ 30 mV) determină activarea canalului de K + eflux de K + repolarizant (faza descendentă a potenţialului de acţiune Canelele de Ca2+ sunt în general parţial selective (Ca2+ Na+ ) se activează în urma depolarizării membranei determină un influx de Ca2+ implicat în reglarea: − excitabilităţii celulare − contracţiei musculare − secreţiei celulare O 6. Canalele operate de liganzi extracelulari și intracelulari EXTRACELULARI canalul intră în structura unor receptori ai membranei postsinaptice, iar ligandul este un mediator chimic Tip CANAL Canale de Na Ach Excitatorii din SNC şi SNP Placa motorie influx de Na+ depolarizant Canale de Cl- GABA Glicină Inhibitorii din SNC influx de Cl- hiperpolarizant INTRACELULARI sunt canale localizate în membrana reticulului endoplasmatic, iar ligandul este un mesager intracelular (IP3 ) ,canale de Ca sunt canalele localizate în membrana celulelor epiteliale, iar ligandul este un mesager intracelular (AMPc, Ca2+),canale de apa si Cl O 7. Transportul activ: caracteristici, roluri, clasificare CARACTERISTICI se desfăşoară împotriva gradientului electrochimic necesită consum energetic (ATP) necesită o proteină transportoare specifică (“carrier”) are caracter limitativ fiindcă se desfăşoară până la Tmax dependent de capacitatea transportorului este dependent de metabolismul celular şi condiţiile de mediu poate fi competitiv pentru substanţe înrudite chimic care au acelaşi transportor (ex: aminoacizii) ROLURI asigură transportul majorităţii ionilor (Na+ , K + , Ca2+ , HPO4 2- , Fe2+ , H+ , etc.) şi a moleculelor organice (glucoza, aminoacizi) asigură gradientul (diferenţa) de concentraţie a substanţelor între mediul intracelular şi extracelular întreţine mecanismele de transport pasiv CLASIFICARE - după modalitatea de utilizare a ENERGIEI transport activ primar consum direct al energiei transport activ secundar consum indirect al energiei prin utilizarea gradientului electrochimic asigurat de transportul activ primar 8. Transportul activ primar: caracteristici, tipuri de pompe ionice, secvenţa generală de funcţionare a pompelor ionice CARACTERISTICI este specific pentru transportul ionilor proteina transportoare se numeşte POMPĂ IONICĂ proteina transportoare este o ATP-ază ATP ADP + Pi + E TIPURI DE POMPE IONICE pompa Na+ /K + (Na+ /K+ - ATP-aza) pompa H+ /K+ (H+ /K+ - ATP-aza)  pompa de Ca2+ (Ca2+ - ATP-aza) pompa protonică (H+ - ATP-aza) Secvenţa generală de funcţionare cuprinde 3 etape principale: 1. Fixarea ionului pe partea unde el este în concentraţie mai mică 2. Fixarea 1 ATP la nivelul situsului nucleotidic urmată de hidroliză ATP ADP + Pi + E 3. Eliberarea ionului pe partea cu concentraţie mai mare ‒ situsul nucleotidic eliberează produşii de hidroliză ai ATP ‒ proteina transportoare revine la conformaţia iniţială g 9. Pompa Na+ /K+ : caracteristici, roluri, reglarea activităţii pompei Na+ /K+ CARACTERISTICI cea mai importantă ATP-ază de transport transportă 3Na+ spre exterior şi 2K+ spre interior pentru 1 ATP este mare consumatoare de energie: − 50% în cazul neuronului şi nefrocitului − 10% în cazul fibrei musculare şi a hepatocitului ROLURILE pompei Na+ /K+ 1. Este o pompă electrogenică care determină o încărcare electronegativă la interiorul membranei celulare: − menţine potenţialul de repaus − reface echilibrul ionic după repolarizare (readuce concentraţiile ionilor la valorile din repaus) − activată în exces hiperpolarizare uşoară − inhibată în exces depolarizare uşoară 2. Asigură gradientul de Na+ necesar transportului activ secundar 3. Participă la menţinerea volumului celular (H2O urmează Na+ ) REGLAREA ACTIVITĂŢII pompei Na+ /K+ Activată de: insulină, hormoni tiroidieni, catecolamine, creşterea volumului celular Inhibată de: ouabaină (specific), tonicardiace 10. Transportul activ secundar: caracteristici, tipuri CARACTERISTICI este transportul contragradient al unei substanţe organice sau a unor ioni este un transport cuplat (cel mai frecvent) cu transportul Na+ se desfăşoară în sensul gradientului electrochimic al Na+ întreţinut de pompa Na+ /K+ (prin consum de energie) CLASIFICARE – în raport cu direcţia de transfer cuplată cu Na+ COTRANSPORT – în aceeaşi direcţie cu Na+ − cotransportor Na+ /glucoză Na+ şi glucoza intră în celulă − cotransportor Na+ /aminoacizi Na+ şi aminoacizii intră în celulă SCHIMBĂTOR IONIC – în direcţie opusă cu Na+ − schimbător Na+ /H+ Na+ intră în celulă la schimb cu H+ care iese din celulă − schimbător Na+ /Ca2+ 3Na+ intră în celulă la schimb cu 1Ca2+ care iese din celulă CURSUL 2 – Receptori. Semnalizare. Reglare O 1. Proteinele G membranare: definiție, structură, tipuri, roluri proteine - traductor ataşate de faţa internă a membranei care asigură cuplarea RECEPTORULUI cu EFECTORUL care poate fi: − un canal ionic de K + sau Ca2+ − o enzimă membranară sau intracelulară STRUCTURĂ – subunitate alfa + complexul beta şi gama SUBUNITATEA alfa este o GTP-ază asigură funcţia şi specificitatea proteinei G are 2 forme: − forma activă fixează GTP GTP → GDP + Pi + E − forma inactivă fixează GDP TIPURI DE PROTEINE G Gs,beta1 adrenergici,activarea adenilatciclazei,creste AMPc Gi,beta2 alfa2 adrenergici M2 colinergici,ihibatia adenilatciclazwi, scade AMPc Gq,alfa1 adrenergici M1 M3 colinergici, activarea fosfolipazei C, creste IP3,DAG ROLURILE PROTEINELOR G 1. Activarea unor fluxuri ionice transmembranare (K+ , Ca2+ ) modificări de potenţial membranar 2. Modularea activităţii unor enzime membranare şi intracelulare sinteza de mesageri secundari 3. Modularea transcripţiei unor gene sinteză de proteine şi modificări structurale specifice 2. Receptorii membranari: tipuri, exemple receptori proteină - canal ionic, EXEMPLU - Acetilcolina (ACh) deschide canalele de Na+ din structura Receptorului nicotinic (N) situat în membrana postsinaptică a plăcii motorii influx de Na+ cu efect depolarizant Receptorii cuplaţi cu o enzimă membranară, EXEMPLU- Peptidul natriuretic atrial (ANP) se fixează de Rec. specific (NPR) de la nivelul fibrei musculare netede vasculare activarea guanilatciclazei membranare (GCm) generează GMPc Receptorii cuplaţi cu proteina G membranară, EXEMPLU- Noradrenalina (NAdr.) se fixează pe Rec 1 -adrenergic de la nivelul fibrei miocardice proteina Gs activează adenilatciclaza membranară, iar AMPc activează canalele de Ca2+ sarcolemale Receptorii catalitici, ex: insulina 18 3. Interacțiunea ligand-receptor: definiție, etape, tipuri DEFINIŢIE: totalitatea proceselor fizico-chimice declanşate de fixarea ligandului pe receptorul specific ETAPE 1. Formarea COMPLEXULUI LIGAND-RECEPTOR ACTIVAT (a) Selecţia sterică a ligandului aflat în concentraţii foarte mici (b) Fixarea ligandului pe receptor prin legături fizico-chimice slabe (c) Interacţiunea ligand-receptor printr-o reacţie bimoleculară, reversibilă, desfăşurată secvenţial şi foarte rapid 2. Activarea MECANISMULUI DE SEMNALIZARE INTRACELULARĂ (a) Modificarea configuraţiei structurale a receptorului (b) Modificarea funcţiei receptorului la extremitatea sa distală 1. De tip AGONIST - formarea complexului ligand-receptor activat determină răspunsul celular în proporţie de 80 - 100% 2. De tip AGONIST PARŢIAL - formarea complexului ligand-receptor activat determină răspunsul celular în proporţie de 10 - 40% 3. De tip ANTAGONIST - formarea complexului ligand-receptor activat NU determină răspunsul celular (agonism 0%) 4. Sisteme generale de semnalizare membranară: definiție, tipuri, schema generală de funcționare DEFINIŢIE - sisteme complexe de proteine membranare şi intracelulare care transformă informaţia purtată de mesagerii primari în răspuns celular specific TIPURI sistemul adenilatciclază – AMPc sistemul guanilatciclază – GMPc sistemul derivaţilor de fosfatidilinozitol (IP3 , DAG) sistemul Ca2+ - calmodulină (Ca2+ - CAM) Mesager primar,receptor membranar,mesager secundar,mesager tertiar,masa critica,raspuns celular 8 5. Sisteme de reglare automată: feedback negativ (caracteristici, exemple) și feedback pozitiv (caracteristici, exemple) CARACTERISTICI ‒ orice deviaţie a mărimii de ieşire de la o valoare “standard” acţionează ca un semnal care modifică valoarea mărimii de intrare (fie o scade, fie o creşte) astfel încât devierea să fie cât mai mică faţă de “valoarea standard” ‒ are un efect stabilizator asupra sistemului de reglare asigură readucerea parametrului la “valoarea standard” ‒ este specific circuitelor fiziologice de reglare ale organismului EXEMPLU: “Tensiunea arterială reglează tensiunea arterială” 1. Scăderea tensiunii arteriale sub valoarea normală declanşează un reflex presor ( TA) care duce în final la revenirea TA la valori normale (ex. la trecerea din clino- în ortostatism) 2. Creşterea tensiunii arteriale peste valoarea normală declanşează un reflex depresor ( TA) care duce în final la revenirea TA la valori normale (ex. la stres emoțional negativ) CARACTERISTICI parametrul deviat de la “valoarea standard” induce o serie de fenomene “în cerc vicios” care accentuează deviaţia iniţială este specific de obicei circuitelor de reglare patologică a funcţiilor organismului caz în care: − are un puternic efect destabilizator asupra sistemului de reglare − reflectă depăşirea posibilităţilor adaptative ale sistemului de reglare are rol benefic în cazul în care care este necesară atingerea unui punct final EXEMPLU de feed-back pozitiv patologic: șocul hemoragic 1. Hemoragia determină scăderea debitului cardiac (DC) şi a TA 2. Scăderea DC determină scăderea perfuziei inimii 3. Scăderea perfuziei inimii determină ischemia inimii 4. Ischemia inimii determină scăderea DC şi a TA Şoc hemoragic 6. Reglarea umorală a funcțiilor organismului Este mecanismul prin care se coordonează procesele fiziologice și biochimice prin fluidele organismului (sânge, limfa, lichid interstițial) Se realizează prin acțiunea substanțelor biologic active (metaboliți, hormoni, parahormoni, ioni) eliberate de celule, organe și țesuturi în cursul activităților lor vitale. Depinde de o multitudine de factori printre care: (a) Modificările de concentraţie ale unor constituenţi micromoleculari ‒ creşterea raportului creşterea excitabilităţii neuromusculare (b) Modificarea PO2 , PCO2 ‒ scăderea PO2 (hipoxie) stimularea secreţiei de eritropoietină ‒ creşterea PCO2 (hipercapnie) stimularea ventilaţiei pulmonare (c) Producţia de hormoni tisulari ‒ efect paracrin acţiune asupra “celulei ţintă” din vecinătate ‒ efect autocrin acţiune asupra propriei surse a hormonului 7.Reglarea endocrină a funcțiilor organismului CARACTERISTICI este parte a reglării umorale reprezintă cel de-al II-lea sistem de reglare al organismului, după sistemul nervos amplifică şi prelungeşte în timp reacţia adaptativă declanşată de sistemul nervos şi asigură fondul metabolic necesar hormonii glandelor endocrine reglarea metabolismului hormonii gastro - intestinali reglarea activităţii digestive 8.Reglarea nervoasă a funcțiilor organismului: caracteristici, descriere componente arc reflex CARACTERISTICI primul sistem de comandă al organismului rol reglator şi integrator al comportamentului somatic şi vegetativ este rapid, are mobilitate maximă şi fineţe în execuţie poate controla reacţia de răspuns se desfăşoară IERARHIZAT: − activitate nervoasă reflexă elementară (măduva spinării şi trunchiul cerebral) − activitate nervoasă integrativă subcorticală suport instinctual şi funcţionalitate automată − activitate nervoasă superioară corticală suport voluntar şi conştient ARCUL REFLEX elemente: 1. Receptorii 2. Calea aferentă 3. Centrul nervos 4. Calea eferentă 5. Efectorul 8 9. Arcul reflex somatic vs arcul reflex vegetativ REFLEXUL SOMATIC - axonul neuronului motor din SNC REFLEXUL VEGETATIV - cuprinde 2 neuroni: neuronul preganglionar = neuronul motor central neuronul postganglionar = neuronul din ganglionul vegetativ fibre preganglionare şi fibre postganglionare g 10. Arcul reflex vegetativ simpatic vs arcul reflex vegetativ parasimpatic REFLEXUL VEGETATIV SIMPATIC ganglionul vegetativ este situat paravertebral (lanţ ganglionar) fibrele preganglionare sunt scurte fibrele postganglionare sunt lungi (nervii simpatici) REFLEXUL VEGETATIV PARASIMPATIC ganglionul vegetativ este situat perivisceral/intramural fibrele preganglionare sunt lungi (nervii parasimpatici) fibrele postganglionare sunt scurte şi foarte scurte CURSUL 3 – Neuron. Sinapsă 1. Potenţialul de repaus neuronal: definiție, valoare, factorii care mențin PR DEFINIŢIE - diferenţa de potenţial dintre suprafaţa internă - electric negativă şi suprafaţa externă - electric pozitivă, în condiţii de repaus DETERMINARE - tehnica microelectrozilor VALOARE - 70 mV (-60 mV → -90 mV) 1. FACTORI PASIVI Permeabilitatea membranei în REPAUS mai mare pentru K + comparativ cu Na+ pt că: − există la valoarea potenţialului de repaus canale de “scurgere” de Na+ /K+ care permit un eflux de K + >> influxul de Na+ − molecula hidratată de Na+ are dimensiune mare Echilibrul de membrană DONNAN ‒ existenţa anionilor proteici intracelulari nedifuzibili (A- = 65 mEq/l) determină redistribuirea ionilor difuzibili, conform gradientului lor electrochimic ‒ echilibrul Donnan este atins când fluxul ionic transmembranar determinat de gradientul chimic (forţe de difuziune) egalează fluxul ionic transmembranar determinat de gradientul electric (forţe electrice) 2. FACTOR ACTIV Pompa Na+ /K+ ‒ transportă 3 Na+ spre exterior şi 2 K + spre interior pe baza energiei eliberate de 1 ATP consumă 50% din energia neuronală ‒ este o pompă electrogenică creează o diferenţă de potenţial de – 4 mV care se adaugă la valoarea potenţialului de repaus ‒ asigură gradientul electrochimic al ionilor difuzibili întreţine fluxul de ioni transmembranar prin canale de “scurgere” de Na+ /K 2. Potenţialul de acţiune neuronal: definiție, parametri, factor determinat DEFINIŢIE: modificarea temporară şi rapid reversibilă a diferenţei de potenţial transmembranar, sub acţiunea unei excitaţii cu valoare prag La locul excitaţiei membrana devine: ‒ electric - pozitivă la interior ‒ electric - negativă la exterior Tehnica microelectrozilor PARAMETRII valoare prag: - 55 mV valoare maximă:+ 30 mV amplitudine: 100 mV durata: 2 msec FACTOR DETERMINANT - atingerea potenţialului prag de - 55 mV. Acest lucru poate fi realizat de către: 1. Stimulul electric = stimul cu orice valoare, inclusiv valoarea prag 2. Influxul nervos = stimul cu intensitate subprag ( 15 mV) generează mici depolarizări locale numite POTENŢIALE LOCALE care: − nu se propagă − dar se sumează temporo - spaţial până la valoarea prag 3. Fazele potenţialului de acţiune neuronal 1. PREPOTENŢIALUL depolarizarea membranei până la valoarea prag (-55 mV) prin sumarea temporo - spaţială a potenţialelor locale corespunde cu permeabilizare parţială a membranei pentru Na+ sub acţiunea excitantului cu intensitate prag 2. POTENŢIALUL VÂRF (SPIKE) are două faze: depolarizarea repolarizarea DEPOLARIZAREA (de la -55 mV → +30 mV) creşterea bruscă a permeabilităţii membranei pentru Na+ (600 x) prin canale ionice de Na+ voltaj dependente influx de Na+ declanşarea unui circuit feedback pozitiv al influxului de Na+ prin care depolarizarea creşte influxul de Na+ activarea rapidă şi progresivă a canalelor de Na+ voltaj-dependente apariţia unui overshoot: de la 0 mV → +30 mV REPOLARIZAREA (de la +30 mV → -70 mV) revenirea potenţialului la valoarea de repaus oprirea influxului de Na+ prin inactivarea bruscă a canalelor de Na+ voltaj-dependente creşterea lentă a efluxului de K + prin canale voltaj-dependente: − debutează cu o întârziere de 0,3 msec din momentul atingerii potenţialului prag − atinge valoarea maximă (300 x) în momentul inactivării canalelor de Na+ POSTPOTENŢIALUL POZITIV (hiperpolarizarea) efluxul de K + asigură restabilirea potenţialului de repaus numărul de sarcini (+) care au intrat în celulă odată cu Na+ va fi egal cu numărul de sarcini (+) care părăsesc celula odată cu K + activarea pompei Na+ /K+ o uşoară hiperpolarizare a membranei (-80 mV) după care se restabileşte echilibrul electrochimic iniţial (din repaus) 4. Perioadele excitabilităţii neuronale 1. PERIOADA REFRACTARĂ ABSOLUTĂ membrana este inexcitabilă: lipsa de răspuns la orice stimul cuprinde: − faza de depolarizarea rapidă canalele de Na+ sunt activate − prima parte a repolarizării canalele de Na+ sunt inactivate 2. PERIOADA REFRACTARĂ RELATIVĂ membrana este hipoexcitabilă: răspuns incomplet (amplitudine scăzută), la stimuli cu intensitate supraprag cuprinde ultima parte a repolarizării şi postpotenţialul pozitiv există un număr scăzut de canale de Na+ ajunse în stare de repaus 3. PERIOADA NORMOEXCITABILĂ membrana are excitabilitate normală: răspuns complet (amplitudine maximă) la stimuli cu intensitate prag conform legii “totul sau nimic” cuprinde potenţialul de repaus toate canalele de Na+ sunt în stare de repaus 5. Conducerea excitaţiei prin fibrele nervoase amielinice Sunt fibre nervoase de tip C - subţiri (diametrul 0,5 – 1 m) şi cu viteza de conducere mică (0,5 – 2 m/sec) ETAPE 1. DEPOLARIZAREA LOCALIZATĂ  apare la nivelul conului axonal care devine zonă activă − electric pozitivă la interior − electric negativă la exterior 2. APARIŢIA CURENŢILOR ELECTRICI LOCALI HERMANN între zona activă şi zonele adiacente sarcinile pozitive înlocuiesc sarcinile negative − zona activă se repolarizează şi se află în perioada refractară asigurând conducerea unidirecţională a excitaţiei − zona adiacentă atinge pragul pentru generarea unui nou PA 3. PROPAGAREA CURENŢILOR LOCALI HERMANN curenţii locali HERMANN se propagă din aproape în aproape, atingerea potenţialului prag generează un PA autopropagat viteza de conducere este redusă pentru că există un număr mare de canale de “scurgere” de Na+ /K+ consumul energetic este mare 6. Conducerea excitaţiei prin fibrele nervoase mielinice Sunt: fibre nervoase de tip A - groase (diametru de 3 - 20 m) şi viteză de conducere mare (5 - 120 m/sec) fibre nervoase de tip B - subţiri (diametru 1 - 3 m) şi viteză de conducere mică (3 - 15 m/sec) ETAPE 1. DEPOLARIZAREA LOCALIZATĂ apare la nivelul conului axonal care devine zonă activă − electric pozitivă la interior − electric negativă la exterior 2. PROPAGAREA EXCITAŢIEI este “saltatorie” de la un nod Ranvier la altul depolarizarea unui nod Ranvier determină: − propagarea electrotonică a depolarizării (curenţi ionici Stämpfli) determină difuziunea Na+ prin axoplasmă până la următorul nod Ranvier − atingerea potenţialului prag generarea unui PA autopropagat la nivelul următorului nod Ranvier Viteza de conducere este mare Consumul energetic este redus 7. Legile conducerii prin axon 1. LEGEA INTEGRITĂŢII FIZIOLOGICE fibra nervoasă secţionată sau parţial lezată, comprimată sau tracţionată NU poate conduce excitaţia 2. LEGEA CONDUCERII IZOLATE fibrele nervoase conduc izolat impulsurile, excitaţia NU se transmite la fibrele învecinate 3. LEGEA CONDUCERII BILATERALE fibra nervoasă excitată la mijlocul ei conduce excitaţia în ambele sensuri − ortodromic spre butonul axonal  − antidromic spre pericarion 4. LEGEA CONDUCERII NEDECREMENŢIALE conducerea excitaţiei se face fără scăderea amplitudinii potenţialului de acţiune propagat de- a lungul fibrei, respectând legea “totul sau nimic”. ⑧8. Sinapsa: definiţie, structură generală a sinapsei chimice, transmiţătorii sinaptici DEFINIŢIE - ansamblul joncţional care asigură transmiterea excitaţiei între două celule (exemplu: neuron – neuron, neuron – ) a) COMPONENTA PRESINAPTICĂ este terminaţia butonată a axonului cuprinde vezicule cu NT (neurotransmițători) membrana butonului terminal prezintă: − “zona activă” de fixare a veziculelor cu NT în vederea exocitozei − canale Ca2+ voltaj-dependente (tip N) cu rol în exocitoza veziculelor cu NT − autoreceptori - reglează eliberarea NT (b) FANTA SINAPTICĂ este spaţiul cuprins între membrana presinaptică şi postsinaptică asigură direcţionarea NT spre membrana postsinaptică (c) COMPONENTA POSTSINAPTICĂ reprezintă porţiunea diferenţiată a membranei postsinaptice asupra căreia acţionează NT prezintă receptori specifici pentru fixarea NT: − receptori cuplați cu canale ionice operate de ligand (Rec. ionotropici) care generează un flux ionic transmembranar − receptori cuplaţi cu proteina G (Rec. metabotropici) care generează un mesager intracelular prezintă structuri cu activitate enzimatică care fixează şi hidrolizează NT: − acetilcolinesteraza (AChE) - pentru ACh − catechol-orto-metil-transferaza (COMT) - pentru NAdr 1. NEUROTRANSMIŢĂTORII (NT) = molecule mici, stocate în vezicule presinaptice, cu eliberare rapidă şi acţiune rapidă asupra receptorilor postsinaptici specifici EXEMPLE: acetilcolina, noradrenalina, dopamina, serotonina, acid gama-aminobutiric (GABA) 2. COTRANSMIŢĂTORII = peptide stocate în vezicule presinaptice, cu eliberare prelungită şi acţiune lentă, care modulează efectele NT la nivelul sinapselor EXEMPLE: 1. Neuropeptide opioide: endorfina, dinorfina 2. Neuropeptide nonopioide: ADH, oxitocină, TRH 9. Transmiterea sinaptică: definiție, secvenţa fenomenelor transmiterii sinaptice DEFINIŢIE - totalitatea fenomenelor fiziologice implicate în transmiterea unidirecţională a informaţiei prin sinapsa chimică, cu o întârziere de 0,4 – 0,7 msec (întârziere sinaptică) 1. INVAZIA BUTONULUI PRESINAPTIC de către PA neuronal 2. ELIBERAREA NT ÎN FANTA SINAPTICĂ 3. ACŢIUNEA NT ASUPRA RECEPTORILOR membranei postsinaptice se sumează temporo-spaţial potenţial prag la nivelul conului axonal Pe receptorii POSTSINAPTICI răspunsul postsinaptic: − Receptori canal ionic (Na+ şi Cl- ) flux ionic transmembranar − Receptori cuplaţi cu proteina G sinteză de mesageri intracelulari PRESINAPTICI (autoreceptori) - reglează prin mecanism de feed-back eliberarea NT din butonul presinaptic: − M2 - scade eliberarea de ACh (sinapsă colinergică) − alfa2 - scade eliberarea de NAdr (sinapsă adrenergică) 4. INACTIVAREA NT Inactivare postsinaptică - structuri enzimatice de la nivelul membranei postsinaptice desfac complexul NT/receptor şi hidrolizează NT − AChE - pentru ACh − COMT - pentru NAdr Recaptare presinaptică - NT este recaptat în veziculele presinaptice sau este inactivat de enzime citoplasmatice (MAO pentru NAdr) Difuziune extrasinaptică - NT este captat de celulele gliale (astrocit) şi apoi inactivat 10. Transmiterea sinaptică: tipuri de răspunsuri postsinaptice. Oboseala transmiterii sinaptice 1. MODIFICĂRI DE POTENŢIAL POSTSINAPTIC (receptori ionotropici) receptorii postsinaptici sunt canale ionice operate de ligand NT au efect postsinaptic direct şi rapid prin modificarea conductanţei pentru Na+ şi Cl- a membranei postsinaptice (a) Potenţialul postsinaptic de tip EXCITATOR (b) Potenţialul postsinaptic de tip INHIBITOR 2. ACTIVAREA PROTEINEI G MEMBRANARE (receptori metabotropici) mediatorul chimic are un efect postsinaptic indirect şi lent prin mesageri intracelulari care pot modifica conductanţa membranei postsinaptice pentru K OBOSEALA TRANSMITERII SINAPTICE DEFINIŢIE: scăderea temporară a numărului de excitaţii conduse în unitatea de timp, ca urmare a stimulării sinaptice prelungite CREŞTEREA TRANSMITERII SINAPTICE poate fi realizată de: − cofeină, teofilină, teobromină (cafea, ceai, cacao) − alcaloză DIMINUAREA TRANSMITERII SINAPTICE poate fi realizată de: − anestezic − acidoză CURSUL 4 – Fibra musculară striată și netedă 1. Sistemul sarcotubular: definiție, componente, roluri DEFINIŢIE - structură specializată a sarcolemei (tubuli T) şi a RS (tubuli L) care asigură cuplarea excitaţie/contracţie (a) TUBULII TRANSVERSALI (T) invaginații transversale ale sarcolemei la nivelul joncţiunii dintre discul clar şi întunecat al miofibrilelor prezintă canale lente de Ca2+ voltaj-dependente Rol: conduc impulsurile de pe suprafața sarcolemei în interiorul celulei, către RS (b) TUBULII LONGITUDINALI (L) RS dispus sub formă de reţea în jurul miofibrilelor Rol: depozit intracelular de Ca2+ Alcătuit din: − două dilataţii laterale = cisterne cu canale lente de Ca2+ voltaj-dependente (RYR) la stimulare determină ieșirea Ca2+ din RS în citoplasmă [Ca2+ ] CONTRACŢIA − un segment longitudinal cu pompe de Ca2+ în repaus asigură recaptarea Ca2+ în RS [Ca2+] RELAXAREA 2. Proteine musculare contractile: tipuri, roluri (a) MIOZINA fracţiunea proteică majoră, complexă, asimetrică alcătuită din 2 lanţuri grele şi 4 lanţuri uşoare organizare în 2 părți: 1. Lanțurile grele ‒există 2 lanţuri grele dispuse într-o conformaţie de alfa-helix ‒formează “coada”(axul) miofilamentului 2. Lanțurile ușoare (4 lanţuri) – cuprind: ‒“capul” alcătuit din extremitatea lanţurilor grele şi cele 4 lanțuri uşoare ‒“gâtul” leagă capul de coadă şi asigură mobilitatea capului CAPUL - un situs de interacţiune cu actina − un situs nucleotidic ATP-azic Orientarea capului faţă de axul filamentului − 90° în condiţii de repaus − 45° în timpul contracţiei Rol: capul + gâtul (are mobilitate) formează ”puntea” de legare cu actina care inițiază contracția (b) ACTINA se găseşte sub 2 forme: − actina globulară (actina G) = forma monomerică − actina fibrilară (actina F) = forma polimerică are 2 proprietăţi: − capacitate de polimerizare − capacitate de interacţiune cu miozina 3. Proteine musculare reglatorii: tipuri, roluri (a) TROPOMIOZINA (Tmz)  − când [Ca2+] citosolic scade la 10-7M (repaus) Tmz se interpune între actină şi miozină împiedică interacţiunea actino-miozinică − când [Ca2+] citosolic creşte la 10-5M (stimulare) Tmz se deplasează lateral şi permite formarea punţilor transversale actino-miozinice iniţierea contracţiei musculare (b) TROPONINELE 1. Troponina C (TnC) − fixează Ca2+ când [Ca2+] citosolic creşte la 10-5M şi declanşează deplasarea laterală a Tmz se pot forma punţile transversale actino-miozinice 2. Troponina T (TnT) − leagă complexul de troponine de Tmz 3. Troponina I (TnI) − leagă complexul de troponine de actină − menţine Tmz în poziţia de blocare a interacţiunii actinomiozinice − inhibă ATP-aza capului miozinic 8 4. Placa motorie: definiție, caracteristici structurale și funcționale, transmiterea excitaţiei în placa motorie DEFINIŢIE: joncţiunea dintre axonul neuronului motor cu originea în coarnele anterioare a măduvei spinării sau în nucleii motori somatici ai nervilor cranieni din trunchiului cerebral şi fibra musculară striată scheletică PLACA MOTORIE = sinapsă chimică de tip excitator CARACTERISTICI STRUCTURALE 1. Componenta presinaptică - butonul terminal al moto-neuronului, cu vezicule cu Ach 2. Fanta sinaptică 3. Componenta postsinaptică - invaginaţie plicaturată a sarcolemei, cu Rec. Nicotinici Caracteristici functioale mediator chimic: ACh depozitată în veziculele butonului receptori postsinaptici: Rec. Nicotinici întârziere sinaptică: 0,4 – 0,7 msec potenţial de placă: PPSE 1. Invazia butonului sinaptic de către PA neuronal influx de Ca2+ 2. Eliberarea şi difuziunea ACh în fanta sinaptică 3. Acțiunea Ach asupra Rec. Nicotinici 4. Inactivarea ACh sub acţiunea AChE T5. Blocantele plăcii motorii: rol, tipuri, mecanisme de acțiune 1. MEDICAŢIA ADJUVANTĂ în timpul anesteziei − permite obţinerea relaxării musculare (paralizie musculară flacidă) − combate spasmele şi convulsiile (ex: bromura de rocuroniu) (a) Blocante ale receptorului nicotinic de tip CURARA împiedică fixarea ACh pe receptorul nicotinic prin blocarea lui determină scăderea progresivă a amplitudinii şi duratei PPSE pe măsura creşterii dozei de curara  blocajul este complet (curarizare totală) când amplitudinea PPSE scade la 1/3 din amplitudinea normală (b) Blocante ale receptorului nicotinic de tip SUCCINILCOLINĂ în faza I - produc depolarizarea postsinaptică contracţie tranzitorie în faza II - rămân fixate de Rec. Nicotinic 2. TOXINA BOTULINICĂ este produsă de bacilul botulinic (anaerob) blochează exocitoza ACh de la nivel presinaptic poate produce paralizie 6. Cuplarea excitaţie-contracţie: definiție, descrierea etapelor DEFINIŢIE - succesiunea de fenomene care realizează legătura funcţională între sarcolemă şi structurile contractile care determină declanşarea contracţiei şi declanşarea relaxării musculare I. DECLANŞAREA CONTRACŢIEI MUSCULARE Activarea canalelor lente de Ca2+ (RYR) din membrana cisternelor tubulilor L determină ieşirea Ca2+ în citoplasmă creşterea concentraţiei de la 10-7M până la 10-5M 1. Fixarea Ca2+ pe troponina C 2. Deplasarea laterală a Tmz eliberarea situsurilor de interacţiune actino-miozinică 3. Formarea punţilor actino-miozinice II. DECLANŞAREA RELAXĂRII MUSCULARE Activarea pompelor de Ca2+ din segmentul longitudinal al tubulilor L determină recaptarea Ca2+ în depozite (stocare pe calsechestrină) scăderea concentraţiei Ca2+ citosolic de la 10-5M până la 10-7M 1. Eliberarea Ca2+ de pe troponina C 2. Revenirea Tmz în poziţia iniţială blocarea situsurilor de interacţiune actino - miozinică 3. Desfacerea punţilor actino-miozinice 7.Mecanismul contracţiei musculare în musculatura striată Reprezintă alunecarea miofilamentelor de actină printre cele de miozină apropierea discurilor Z şi scurtarea sarcomerului − hemidiscurile clare se micşorează − discul întunecat rămâne nemodificat (a) INIŢIEREA “CICLULUI PUNŢILOR” afinitatea capului miozinic pentru actină este scăzută legăturile actino-miozinice sunt slabe la nivelul capului miozinei este fixat ADP şi Pi între capul miozinic şi axul filamentului există un unghi de 90 (b) FORMAREA PUNŢILOR TRANSVERSALE legăturile actino-miozinice devin puternice ADP şi Pi sunt eliberate de la nivelul capului miozinic eliberarea energiei acumulate (c) DESFACEREA PUNŢILOR TRANSVERSALE detaşarea capului miozinic de miofilamentul de actină are loc NUMAI după fixarea unei noi molecule de ATP pe capul miozinei  capul rămâne flectat pe braţul miofilamentului de miozină în lipsa ATP-ului punţile acto-miozinice rămân ataşate şi ciclurile sunt blocate- rigiditatea cadaverică (d) RELUAREA “CICLULUI PUNŢILOR” hidroliza ATP-ului sub acţiunea ATP-azei miozinice determină: 1. fixarea ADP şi Pi la nivelul situsului nucleotidic al capului miozinei 2. restabilirea unghiului de 90 între capul miozinic şi axul miofilamentului de miozină 3. orientarea capului miozinic spre următoarea actină G 4. restabilirea legăturilor inițiale actino-miozinice slabe 10. Descrieți cuplarea excitaţie – contracţie în fibra musculară netedă I. DECLANŞAREA CONTRACŢIEI [Ca2+] din citoplasmă - 2 surse: extracelular (canale pe membrană) + intracelular (canale pe reticolul sarcoplasmatic) =4Ca2+ + Calmodulina (CaM) =Activarea MLCK =Fosforilarea lanţurilor uşoare miozinice =Formarea punţilor actino-miozinice =CONTRACŢIE MUSCULARĂ II. DECLANŞAREA RELAXĂRII [Ca2+] din citoplasmă =Activarea pompelor de Ca2+ din sarcolemă şi membrana RS și a schimbătorului Na+ - Ca2+ =Desfacerea complexului 4Ca2+ - Calmodulină (CaM) =Activarea MLCP =Defosforilarea lanţurilor uşoare miozinice =Desfacerea punţilor actino-miozinice =RELAXARE MUSCULARĂ CURSUL 5 - Volemia. Hematopoieza. Leucocitele O 1. Volemia: definiţie, componente, valori normale, variaţii fiziologice DEFINŢIE = suma dintre volumul plasmatic şi volumul globular VST = VP + VG = 3000 + 2000 = 5000 ml COMPONENTE ȘI VALORI NORMALE volumul sanguin total (VST) ~ 5000 ml (7 - 8% din G, 3 litri/m2 ) volumul plasmatic (VP) ~ 3000 ml (55% din VST) volumul globular (VG) ~ 2000 ml (45% din VST). Cuprinde 99% eritrocite și 1% leucocite şi trombocite VARIAŢII  Volemiei = hipovolemie Volemiei = hipervolemie HEMATOCRITUL (Ht) = 40% Valori normale Ht (%) = normocitemie − sexul M: 45 7% − sexul F: 42 5% Variaţii − Ht = oligocitemie iar Ht = policitemie 1. SEXUL SUBIECTULUI: − masa musculară mai mare la sexul M consum crescut de O2 care stimulează eritropoieza ( VG) 2. VÂRSTA: VST (ml/kg corp) nou-născut > adult > vârstnici − la nou-născut (VST = 80 – 100 ml/kg corp) hipoxia perinatală ( PO2 ) stimulează eritropoieza ( VG) − adult (VST ~ 78 ml/kg corp) − vârstnic (VST 78 ml/kg corp) scade viteza proceselor metabolice ( VP) 3. SARCINA: VST cu 20 - 30% în ultimul trimestru de sarcină secreţia de hormoni de sarcină determină retenţie hidrosalină ( VP) 4. EFORTUL FIZIC: − la neantrenaţi: VST cu 10% producţia de cataboliţi osmotic activi determină trecerea apei în spaţiul interstiţial muscular ( VP) − la antrenaţi: VST până la 100 ml/kg mobilizarea eficientă a sângelui de depozit ( VG) 5. CONDIŢII EXTERNE: − la altitudine: VST PO2 determină poliglobulia de altitudine ( VG) − la căldură: VST pierderea de apă prin transpiraţie ( VP) 6. MODIFICĂRILE DE POSTURĂ: − ortostatismul prelungit: VST cu 15% presiunii hidrostatice la nivelul membrelor inferioare determină edemul de stază ( VP) − clinostatismul prelungit: VST metabolismul tisular ( VP) 2. Depozitele sanguine: definiție, tipuri, roluri DEFINIȚIE: teritorii din circulația sanguină în care sângele are viteză redusă (impropriu spus “stagnează”) și poate fi mobilizat (redistribuit) prin mecanism simpatico-adrenergic în condiții fiziologice: digestie, efort fizic, termoreglare și patologice: hemoragii (a) DEPOZITUL HEPATIC (b) DEPOZITUL SPLENIC (c) PLEXUL VENOS SUBPAPILAR DERMIC Rol: termoreglare (“radiator reglabil al corpului”) (d) VOLUMUL SANGUIN CENTRAL (VSC) Rol: depozit rapid mobilizabil şi pe durată scurtă ⑧ 3. Eritropoieza: definiţie, etape, reglarea eritropoiezei, rolul eritropoietinei DEFINIŢIE: formarea ERITROCITULUI ADULT din celula stem pluripotentă (CSP) sau hemocitoblast ETAPE: 1. CSP → Proeritroblast → Eritroblast → Normoblast → Reticulocit (anucleat) → Eritrocit adult 2. Citodiabaza: trecerea reticulocitelor şi a eritocitelor în circulaţie EPO (eritropoietina) = glicoproteină Sintetizată în: − RINICHI (90%) − FICAT (10%) Sintetizată în funcţie de PO2 tisulară prezintă “senzori” pentru PO2 fiind o proteină de tip hem: − hipoxia ( PO2 ) secreţia EPO − hiperoxia ( PO2 ) secreţia EPO EPO stimulează toate etapele eritropoiezei deoarece toţi progenitorii eritrocitari exprimă receptori specifici pentru EPO. 4. Substanţele necesare eritropoiezei: descrieți rolul fierului și al vitaminelor și efectele deficitelor lor Rolul fierului: mineral pt buna functie a Hb Deficitul de fier determină sintezei hemului ANEMIA HIPOCROMĂ MICROCITARĂ − Ht şi Nr. de eritrocite anemie − Eritrocite cu Hb hipocromie − Eritrocite cu volum redus microcitoză Rolul vitaminei B12 si acidului folic:sinteza de ADN stimulează creşterea, diferenţierea, multiplicarea şi maturarea eritroblaştilor Deficitul de vitamina B12 şi acid folic ANEMIE NORMOCROMĂ MACROCITARĂ − Ht şi Nr. de eritrocite anemie − Eritrocite cu Hb normală normocromie − Eritrocite cu volum macrocitoză VITAMINA B6: indispensabilă pentru sinteza HEMULUi VITAMINA C: factor reducător (Fe3+ → Fe2+) asigură absorbţia intestinală a fierului − factor antioxidant împiedică formarea metHb VITAMINA E: factor antioxidant împiedică oxidarea vitaminei C ⑧ 5. Trombopoieza. Reglarea trombopoiezei, rolul trombopoietine Reglarea trombopoiezei este dependentă de numărul de Tr. circulante şi de nivelul TPO Scăderea numărului de Tr. circulante determină: −mobilizarea depozitului splenic de trombocite −stimularea trombopoiezei prin eliberare de TPO TROMBOPOIETINA (TPO): stimulează trombopoieza  − este factor de creştere înrudită structural cu EPO 20 6. Rolul leucocitelor în apărarea organismului: mecanisme de apărare nespecifică și specifică Nespecifica: 1. BARIERELE NATURALE DEFENSIVE − împiedică ataşarea şi penetrarea agenţilor bacterieni − pielea intactă prezintă celule epiteliale cu “joncţiuni strânse” − mucusul de la nivelul epiteliilor inhibă dezvoltarea germenilor 2. FACTORI ANTIBACTERIENI DIN SECREŢIILE EXOCRINE − acidul clorhidric din secreţia gastrică − enzime digestive (pepsina, tripsina) − acizii biliari din secreţia biliară − lizozimul din salivă şi lacrimi 3. FACTORI FIZIOLOGICI − temperatura corpului 37°C (febra este o reacţie de apărare) − PO2 ridicată inhibă dezvoltarea germenilor anaerobi 4. SUBSTANŢE PREFORMATE sistemul complementului seric asigură răspuns imun nespecific UMORAL 5. FAGOCITOZA - asigură răspuns imun nespecific CELULAR granulocite NE bacterii macrofage bacterii, paraziţi şi celule tumorale ‒ grup de proteine plasmatice (C1 – C9 ) activate în cascadă ‒ asigură opsonizarea necesară fagocitozei ‒ efect bactericid şi tumoricid Specifica: Răspunsul imun specific UMORAL- activarea LB în plasmocite şi formarea de AC neutralizează AG Răspunsul imun specific CELULAR- activarea LT citotoxice elimină celulele purtătoare de AG activarea celulelor NK distrug celule infectate cu agenți patogeni intracelulari sau celule tumorale care nu prezintă HLA I RĂSPUNS IMUN SPECIFIC UMORAL PRIMAR la primul contact cu AG specific latenţă mai lungă ( 7 zile) activare LB “naive” → LB “cu memorie imunologică” apar AC de tip IgM în cantitate mică RĂSPUNS IMUN SPECIFIC UMORAL SECUNDAR la al doilea contact cu AG specific latenţă mai scurtă (2 - 4 zile) activarea LB cu “memorie imunologică” apar AC de tip IgG în cantitate mare răspuns imunologic RAPID şi AMPLU O 7. Descrieți funcțiile granulocitelor neutrofile a) FAGOCITOZA − este funcţia principală a NE de înglobare şi distrugere a agenţilor patogeni (bacterii + particule inerte) − NE realizează prima linie celulară de apărare nespecifică a organismului 1. OPSONIZAREA = fixarea opsoninelor (IgG sau C3b) pe agentul patogen = pregătirea pentru înglobare 2. ATAŞAREA = fixarea opsoninelor pe receptori specifici de pe membrana NE declanşează înglobarea 3. ÎNGLOBAREA (INGESTIA) = membrana celulară emite pseudopode care înconjoară particula opsonizată înglobare în vezicula fagocitară = FAGOZOM 4. DIGESTIA şi BACTERICIDIA - fagozomul fuzionează cu lizozomii = FAGOLIZOZOM și are loc distrugerea agentului patogen prin două mecanisme: mecanism O2 – independent - mecanism O2 – dependent 5. EXOCITOZA FRAGMENTELOR NEDIGERATE = eliminarea resturilor nedigerabile prin exocitoză care vor fi drenate limfatic b) FUNCŢIA SECRETORIE (degranularea NE) se referă la: ‒ exocitoza granulaţiilor citoplasmatice enzime lizozomale, metaboliţi ai acidului arahidonic ‒ eliberarea extracelulară a speciilor reactive ale O2 declanșarea reacției inflamatorii O 8. Rolul granulocitelor eozinofile și bazofile în apărare FUNCȚIILE EOZINOFILELOR: secreția + fagocitoza (redusă) Funcția secretorie realizează citotoxicitatea antiparazitară astfel: ‒EO părăseşte circulaţia prin diapedeză şi migrează în zone de maximă expunere la paraziţi şi alergeni: piele, căi respiratorii, tract digestiv ‒EO recunoaşte: paraziţii opsonizaţi de IgE, mediatori ai inflamaţiei, factorul chemotactic al eozinofilelor produs de mastocit -factori antiparazitari - rol în apărarea antiparazitară − histamina - rol în reacţia alergică − metaboliţi ai acidului arahidonic - rol în inflamaţia alergică − speciile reactive ale O2 - rol în inflamaţia alergică FUNCȚIILE BAZOFILELOR: secreția + fagocitoza ‒BA după câteva ore petrecute în circulație este atras prin chemotaxie de alergeni și mediatori ai inflamației în țesuturile țintă din: piele, căi respiratorii, tract digestiv unde se transformă în MA și produce răspuns alergic ‒MA sunt numite ”celule santinelă” din țesuturi care conțin granule cu mediatori preformați (histamină) și pot produce mediatori de novo după stimulare ‒degranularea este declanşată de fixarea complexelor alergen/IgE 9. Rolul sistemului monocito-macrofagic în apărare 1. MACROFAGOCITOZA se realizează prin: apărare nespecifică față de: ‒bacterii ‒paraziţi ‒fungi (ciuperci) ‒celule neoplazice îndepărtarea celulelor sangvine îmbătrânite de către macrofagele endoteliale de la nivelul splinei, MOH şi ficatului (sistemul reticulo - endotelial)  reparare tisulară față de: ‒ resturi celulare ‒ bacterii moarte ‒ detritusuri tisulare 2. FUNCȚIA SECRETORIE ≈ 100 de substanţe care realizează: ‒activitate bactericidă și tumoricidă ‒reparaţie şi reorganizare tisulară 3. FUNCȚIA DE PREZENTARE ANTIGENICĂ determină iniţierea răspunsului imun specific Macrofagul = APC G 10. Rolul limfocitelor în apărare a) LIMFOCITELE B (LB) exprimă receptori specifici faţă de AG se diferenţiază în plasmocite în splină, gg.limfatici produc 5 clase de Ig = efectorii imunităţii umorale − IgG: 75 – 85% din Ig circulante − IgM: aglutininele anti–AB − IgA: se fixează la nivelul pielii şi a mucoaselor și se secretă în salivă, suc intestinal, secreţia lactată − IgD: receptor pentru AG al limfocitelor B − IgE: se fixează în ţesuturi pe receptori specifici de la nivelul mastocitelor şi stimulează eliberarea de histamină rol în reacţia alergică b) LIMFOCITELE T citotoxice (LTc) exprimă receptori specifici (TCR) distrug celule infectate cu virus, celule proprii devenite “non - self”, celule tumorale c) LIMFOCITELE T helper (LTh) exprimă receptori specifici (TCR) secretă citokine cu rol stimulator sau inhibitor asupra celulelor efectoare − stimulează imunitatea celulară - LTc − stimulează imunitatea umorală - LB − stimulează imunitatea nespecifică - celulele NK, macrofagele, granulocitele d) CELULELE NATURAL KILLER (NK) mediază citotoxitatea anticorp – dependentă prin care distrug: celule proprii infectate viral, celule proprii devenite “non-self”, celule tumorale CURSUL 6 - Fiziologia eritrocitelor g 1. Descrieți caracteristicile eritrocitului adult și rolul 2,3 DPG ERITROCITUL ADULT − celulă anucleată, fără organite celulare, fără capacitate de proliferare, fără capacitate de sinteză proteică, compusă în principal din hemoglobină − durată de viaţă 100 – 120 de zile FORMĂ (în microscopie electronică) − disc biconcav, cu marginile rotunjite − suprafaţa mare la un volum mic favorizarea schimburilor de gaze respiratorii DIMENSIUNI: DEM = 6,8 – 7,7 m (7,5 m) CULOARE: dată de Hb eritrocitară ‒ eritrocitul normal colorat = NORMOCROM Rolul 2,3 DPG: se fixează reversibil pe Hb şi determină modificări conformaţionale ale globinei afinitatea Hb pentru O2 2. Rolul hemoglobinei în transportul sanguin al gazelor respiratorii și tipurile de hemoglobine fiziologice 1. HEMUL = componenta prostetică (non-proteică) ‒formată din 4 inele porfirinice + 4 atomi de Fe2+ ‒ROL: fixează reversibil O2 pe Fe2+ HbO2 2. GLOBINA = componenta proteică, formată din 4 lanţuri polipeptidice: ‒1 pereche de lanţuri + 1 pereche de lanţuri de tip sau sau , astfel, la adult există: HbA1 (2 +2 ) + HbA2 (2 +2 ) iar la făt şi la nou-născut: HbF (2 +2 ) ‒ROL: fixează reversibil CO2 pe grupările - NH2 Hb-NH-COOH (a) Hb FETALĂ (HbF) conține 2 + 2 înlocuieşte Hb embrionară din luna a III-a de viaţă intrauterină reprezintă la naştere 70 - 80% din totalul de Hb, apoi sinteza scade rapid (b) Hb ADULTULUI (HbA) înlocuieşte HbF la adultul normal există: − 97 - 98% HbA1 (2 + 2 ) − 2 - 3% HbA2 (2 + 2 ) − 1% HbF (2 + 2 ) − 2 - 5% din HbA1 = HbA1 c 3. Rolul hemoglobinei în transportul sanguin al gazelor respiratorii și derivaţii fiziologici și patologici ai hemoglobinei adultului ‒ROL: fixează reversibil O2 pe Fe2+ HbO2 ‒ROL: fixează reversibil CO2 pe grupările - NH2 Hb-NH-COOH (a) FIZIOLOGICI OxiHb (HbO2 ): apare prin fixarea reversibilă a O2 pe Fe2+ al hemului Hb + O2 HbO2 CarbHb (HbCO2 ): apare prin fixarea reversibilă a CO2 pe NH2 al globinei Hb-NH2 + CO2 Hb-NH-COO- + H+ (b) PATOLOGICI împiedică formarea HbO2 CarboxiHb: compus stabil al Hb cu CO − CO are afinitate pentru Hb de 250 ori mai mare decât O2 MetHb: în care Fe2+ este oxidat la Fe3+ − normal < 1-2% din Hb totală  − patologic - se produce în cantitate mare în prezenţa unor agenţi oxidanţi “boala albastră” la sugari − terapie de urgenţă: perfuzie cu albastru de metilen, vitamina C 30 4. Descrieți formarea oxihemoglobinei (HbO2) HbO2 reprezintă principala formă de transport a O2 în sânge este o reacţie de oxigenare foarte rapidă (0,01s) în care fierul rămâne la forma Fe2+, și nu o reacţie de oxidare prin care ar ajunge la valența Fe3+ este o reacţie chimică reversibilă prin care Hb leagă progresiv cele 4 molecule de O2 dar le și cedează fixarea O2 pe prima subunitate HEM determină modificări ale subunităţilor HEM învecinate care duc la progresivă a afinităţii pentru O2 creşte progresiv și viteza de fixare a O2 astfel încât la a 4-a subunitate viteza de fixare devine de 300 x mai mare g 5. Caracteristicile segmentelor curbei de disociere a HbO2 1. SEGMENTUL RAPID corespunde unor PO2 cuprinse între 10 – 75 mm Hg care se găsesc la nivel TISULAR − la mici ale PO2 cedare de O2 spre țesuturi - disocierea Hb de O2 − afinitatea Hb pentru O2 este cu atât mai redusă cu cât valorile PO2 sunt mai scăzute și este permisă eliberarea O2 de pe Hb spre ţesuturi, chiar la modificări mici ale PO2 2. SEGMENTUL LENT ÎN PLATOU corespunde unor PO2 cuprinse între 75 – 100 mm Hg care se găsesc la nivel PULMONAR − afinitatea Hb pt O2 se menține crescută chiar dacă valorile PO2 scad − permite menținerea saturației HbO2 de 100%, chiar dacă scade PO2 sub 100 mmHg, pană la valoarea de 80 mmHg − afinitatea Hb pentru O2 creşte și nu se produce disocierea Hb de O2 d 6. Factorii care influenţează afinitatea Hb pentru O2 1. pH-ul sau [H+ ] Creşterea acidităţii ( pH) determină: – afinității Hb pentru O2 (efect Bohr) şi – capacității de legare a CO2 2. Presiunea dioxidului de carbon (PCO2 ) La nivel tisular, ca urmare a proceselor metabolice, PCO2 , iar curba se deplasează spre dreapta ( P50) La nivel pulmonar, ca urmare a difuziunii CO2 din sângele venos în alveole, PCO2 pH- ul sanguin creşte creşte capacitatea de fixare a O2 pe Hb, iar curba se deplasează spre stânga ( P50) 3. Temperatura La nivelul ţesuturilor temperatura cantitatea de O2 eliberată afinitatea Hb pentru O2 curba se deplasează la dreapta P50 La nivelul plămânilor temperatura este favorizată fixarea O2  afinitatea Hb pentru O2 curba se deplasează la stânga P50 4. 2,3-difosfogliceratul (2,3 DPG) 2,3 DPG intraeritrocitar deviază curba de disociere spre dreapta eliberarea de O2 – factorii care activează glicoliza cresc 2,3 DPG (ex: hormonii tiroidieni, STH, hormonii androgeni) 2,3 DPG intraeritrocitar deviază curba de disociere spre stânga eliberarea de O2 – factorii care scad glicoliza scad 2,3 DPG (exemplu: acidoza) 5. Tipul de hemoglobină HbA – are afinitate mai mică pentru O2 favorizează cedarea de O2 de la mamă la făt HbF – are afinitate crescută pentru O2 favorizează captarea de O2 de la mamă la făt, unde PO2 este scăzută 6. Rolul eritrocitelor în transportul CO2 1. DIZOLVAT FIZIC ÎN PLASMĂ = 5% asigură PCO2 în sângele venos PCO2 = 47 mmHg și are loc reacția: CO2 + H2O → H2CO3 în sângele arterial PCO2 = 40 mmHg și are loc reacția: H2CO3 → HCO3 - + H 2. COMBINAT CU PROTEINELE PLASMATICE ŞI HEMOGLOBINA = 5% CO2 se poate fixa de grupările aminice ale proteinelor plasmatice sau ale Hb, cu formarea carbamaţilor (NH2COOH) – la ţesuturi se eliberează O2 de pe Hb și este favorizată formarea HbCO2 – la plămâni se eliberează CO2 din HbCO2 și este favorizată fixarea O2 3. TRANSPORTAT SUB FORMĂ DE BICARBONAT = 90% În plasmă o cantitate mică din CO2 solvit, se hidratează spontan, transformându-se în H2CO3 , care apoi disociază: CO2 + H2O → H2CO3 → HCO3 - + H+ La ţesuturi unde PCO2 = 47 mmHg → reacţia se desfăşoară de la stânga la dreapta CO2 + H2O → H2CO3 → HCO3 - + H+ În plămâni unde PCO2 = 40 mmHg → reacţia se desfăşoară de la dreapta la stânga, asigurând eliberarea CO2 , care difuzează apoi în alveole HCO3 - + H+ → H2CO3 → CO2 + H2O 8. Fenomenul de membrană Hamburger LA NIVEL TISULAR: eritrocitele fixează CO2 şi formează H2CO3 prin hidratare rapidă, care va disocia rapid în ioni CO2 + H2O → H2CO3 → HCO3 - + H+ ionii HCO3 - difuzează din hematii în plasmă în schimbul ionilor de Cl- prin schimbătorul Cl- /HCO3 - LA NIVEL PULMONAR: HCO3 - trece din plasmă în hematii la schimb cu Cl- prin schimbătorul Cl- /HCO3 - reacția are loc în sens invers H+ + HCO3 -→ H2CO3→CO2 + H2O 9. Rolul eritrocitelor în EAB Eritrocitele intervin în menținere echilibrului acido-bazic prin: 1. Fixarea CO2 sub formă de Hb-NH-COOH  Hb-NH2 + CO2 → Hb-NH-COOH → Hb-NH-COO- + H+ 2. Producţia de HCO3 - −la nivelul ţesuturilor: HCO3 - părăseşte eritrocitul la schimb cu Cl- −la nivelul pulmonar: HCO3 - pătrunde în eritrocit la schimb cu Cl- 3. Sistemele tampon INTRAERITROCITARE înlocuiesc HbO2 (acid tare) cu HbH (acid slab) fixează H+ rezultaţi din disocierea HbCO2 asigură 3/4 din capacitatea tampon totală a sângelui (a) Sistemul tampon KHCO3 /H2CO3 : (b) Sistemele tampon ale Hb G 10. Hemoliza: definiție, tipuri de hemoliză, catabolismul hemoglobinei DEFINIȚIE: procesul de distrugere a eritrocitelor 1. HEMOLIZA FIZIOLOGICĂ se produce pentru eritrocitele îmbătrânite care au atins durata de viață de 120 zile, cărora li se reduce metabolismul și funcţiile lor diminuează ca urmare, sunt îndepărtate prin eritrofagocitoză de către macrofage poate avea loc: ‒ extravascular ( ) ‒ intravascular ( ) 2. HEMOLIZA PATOLOGICĂ se produce pentru eritrocite modificate structural și cu funcție alterată care vor fi distruse prematur poate avea loc: ‒ intravascular: Hb se va elibera în plasmă și apoi va fi eliminată în urină ‒ extravascular CATABOLISMUL HEMOGLOBINEI I. ETAPA PREHEPATICĂ: are loc în macrofagele din splină şi MOH 1. Globină 2. Hem:Fier si Biliverdină II. ETAPA HEPATICĂ: are loc în celula hepatică BI este conjugată cu acid glucuronic → bilirubină directă (BD) sau conjugată → excretată în bilă III. ETAPA POSTHEPATICĂ: are loc în intestinul gros Flora bacteriană saprofită din intestin oxidează BD → urobilinogen CURSUL 7 - Echilibrul fluido-coagulant 1. Descrieți rolul celulelor endoteliale în păstrarea echilibrului fluido-coagulant Rolul celulelor endoteliale = crucial în menținerea stării fluide a sângelui și în limitarea formării cheagurilor la nivel local Endoteliul normal este o barieră fiziologică prevenind inițierea hemostazei secretă NO + PGI2 în cantitate mare non-aderent, antiagregant, anticoagulant, vasodilatator, Endoteliul lezat secretă cantităţi de NO + PGI2 şi cantităţi de ET-1 + TxA2 aderent, proagregant, procoagulant, vasoconstrictor, antifibrinolitic O 2. Hemostaza primară - timpul vascular Definiţie: vasoconstricţia (VC) indusă ca răspuns la leziunea peretelui vascular în scopul reducerii pierderii de sânge Mecanism Miogenic leziunea peretelui vascular contracţia fibrelor musculare netede VC locală Mecanism nervos reflexstimularea algoreceptorilor cutanaţi determină activarea simpatică VC regională Mecanism umoral factori eliberaţi din endoteliu - endotelina-1 factori eliberaţi din trombocite - serotonina, catecolaminele, TxA 3. Trombocitul: structură și rol în realizarea hemostazei primare Trombocitele au: 1. Zona periferică: asigură funcţia de interacţiune prin glicoproteinele membranare (Gp) = receptori de adeziune/agregare 2. Zona citoplasmatică: asigură funcţia contractilă prin reţeaua de microtubuli și prin proteinele contractile (actină şi trombostenină) 3. Zona organitelor: asigură funcţia secretorie prin granulaţiile trombocitare g 4. Descrieți etapele timpul plachetar (1) Aderarea = fixarea plachetelor pe structurile subendoteliale ale peretelui lezat şi formarea unui strat unicelular de trombocite prin mecnismul electrostatic si chimico enzimatic (2) Activarea - indusă de aderare determină: a. Modificări structurale: mărirea volumului plachetar (cu 25%) modificarea formei remodelarea citoscheletului prin Ca2+ și activarea actinei expresiei Gp b. Modificări secretorii: exocitoza corpilor densi eliberează: serotonina, catecolamine vasoconstricție ATP, ADP agregarea trombocitelor (3) Agregarea - indusă de activare = procesul de ataşare “în cascadă” a trombocitelor activate prin intermediul complexului fibrinogen (4) Metamorfoza vâscoasă digestia ireversibilă a membranei trombocitare sub acţiunea enzimelor lizozomale dispariţia membranelor trombocitelor eliberarea tuturor constituenţilor trombocitari Cheag alb plachetar g 5. Factorii plasmatici ai coagulării: clasificare a) Factorii fazei de contact - XII, XI sintetizaţi de ficat activaţi prin contactul cu structurile subendoteliale (colagen)  activează mecanismul intrinsec al coagulării NU necesită pentru activare prezenţa Ca2+ b) Factorii dependenţi de vitamina K - II, VII, IX, X sintetizaţi hepatic numai în prezenţa vitaminei K necesită pentru activare prezenţa Ca2+ c) Factorii trombinosensibili - I, V, VIII, XIII sintetizaţi de ficat sunt activați de trombină 8 6. Cascada coagulării - mecanismul intrinsec: schemă și descriere 1. Este declanşat de leziunile endoteliale prin expunerea colagenului care determină: activarea XII activarea sistemului kininogen - kinină plasmatică activarea XII 2. XIIa va activa XI, ambele activări (XII și XI) se realizează în absenţa Ca2+ 3. XIa activează IX în prezența Ca2+ 4. Se formează apoi complexul [IXa + VIIIa + Ca2+ + Fp3] IXa = factor enzimatic principal VIIIa, Ca2+, Fp3 = cofactori 5. [IXa + VIIIa + Ca2+ + Fp3] activează X Xa care împreună cu Va, Ca2+, Fp3 formează protrombinaza Xa + Va + Ca2+ + Fp3 5. Este explorat prin APTT = 20 – 50 sec 8 7. Cascada coagulării - mecanismul extrinsec: schemă și descriere 1. Este declanşat de leziunile perivasculare 2. Inițiat de eliberarea tromboplastinei tisulare (III = FT) și activarea factorului VII necesită prezența obligatorie a Ca2+ NU necesită prezenţa trombocitelor (Fp3) 3. Se formează apoi complexul [VIIa + III + Ca2+ ] VIIa = factor enzimatic principal Ca2+ = cofactor 4. [VIIa + III + Ca2+ ] activează X Xa care împreună cu Va + Ca2+ + Fp3 formează protrombinaza – Xa + Va + Ca2+ + Fp3 5. Este explorat prin timpul Quick (TQ = 15 sec) 8. Descrieți formarea cheagului de fibrină și retracția acestuia 1. Etapa proteolitică: Fibrinogen Fibrina (monomeri) 2. Etapa de polimerizare: monomerii de fibrină polimerizează spontan prin formare de legături de hidrogen se formează cheag de fibrină instabil chimic și mecanic 3. Etapa de stabilizare: are loc sub acțiunea XIIIa + Ca2+ între monomeri se formează legături covalente CHEAGUL DE FIBRINĂ: cuprinde plasmă, eritrocite şi trombocite, aderă de peretele vascular  stabil chimic dar instabil mecanic (friabil) Retracția cheagului continuă acțiunea XIIIa mai multe legături covalente contracția trombosteninei din plachete CHEAGUL DE FIBRINĂ DEFINITIV, stabil chimic și stabil mecanic (ferm) Retracția cheagului Reprezintă scurtarea lungimii filamentelor de fibrină, la 20 - 60 min de la debutul coagulării Necesită prezenţa în cheag a unor trombocitelor intacte şi o cantitate normală de fibrinogen (2 - 4 g/l). Trombocitele intacte localizate în nodurile reţelei de fibrină emit pseudopode care se fixează pe filamentele de fibrină Prin contracţia trombosteninei se “retrag” pseudopodele și rezultă: 1. Reducerea lungimii filamentelor de fibrină 2. Distrugerea tuturor trombocitelor 3. Expulzarea serului și a celulelor sanguine 4. Reducerea volumului cheagului Rezultat: CHEAG DE FIBRINĂ stabil chimic şi mecanic (ferm) g9.Definiţie: Fibrinoliza: definiție, componentele sistemului fibrinolitic proteoliza dirijată a cheagului de fibrină sub acţiunea sistemului fibrinolitic Componente: 7 sistemul plasminogen – plasmină activatori ai plasminogenului – t-PA, u-PA inhibitorul plasminei – alfa2-antiplasmina inhibitorii fiziologici ai activării plasminogenului – PAI-1 1. Plasminogenul precursor inactiv existent în plasmă, sintetizat în ficat activat la suprafaţa cheagului de fibrină 2. Plasmina enzimă proteolitică a reţelei de fibrină şi a unor factori ai coagulării (II, V, VIII, XII) 3. Activatorul tisular al plasminogenului (t-PA) eliberat din celula endotelială şi de ţesuturile lezate 4. Urokinaza (u-PA) eliberată din celula epitelială a ductului renal asigură liza cheagurilor de fibrină în ductele renale 5. Factori exogeni - streptokinaza şi stafilokinaza enzime bacteriene care pot stimula formarea plasminei 6. Factorul XIIa şi kalicreina cuplează mecanismul intrinsec cu fibrinoliza 7. PAI - 1 (inhibitorul activatorului plasminogenului-1) secretat de celula endotelială inhibă eliberarea t-PA şi u-PA 8. 2 – antiplasmina secretată de ficat, inactivează plasmina 30 10. Etapele fibrinolizei Etapa I: activarea plasminogenului în plasmină  Etapa II: degradarea fibrinei în produşi care vor fi metabolizați hepatic sau eliminați prin urină Etapa III: inactivarea plasminei de alfa2-antiplasmina PRODUŞII DE DEGRADARE AI FIBRINEI amestec de fragmente cu mase moleculare diferite D-Dimerii = cele mai mici unități (au cea mai mică masă moleculară) D-Dimerii indicator al activităţii de coagulare nivel crescut activare a coagulării urmată de proces fibrinolitic marker al stărilor de coagulabilitate crescută și a fibrinolizei corelație: D-Dimeri - severitatea COVID predicție a riscului de evoluție nefavorabilă a bolii SARS Cov-2 CURSUL 8 - Organizarea funcţională a rinichiului. Filtrarea glomerulară. Fiziologia circulaţiei renale O 1. Nefronii corticali – caracteristici, rol (cu AH scurtă) (70 - 80 %) – localizați în cortexul renal Glomerulul: localizat în partea externă a cortexului renal Diametrul aa > diametrul ae în glomerul phidrostatică ( 60 mmHg) adaptare pt filtrării glomerulare (FG) ae se continuă cu capilarul peritubular Capilarul peritubular este adaptat pentru reabsorbţie prin faptul că prezintă 2 modificări de presiuni: ‒ poncotică - deoarece Proteinelepl nu se filtrează la nivel glomerular rămân în sânge Prpl pe măsură ce sângele trece în ae și apoi în capilarul peritubular ‒ phidrostatică - deoarece este un capilar obișnuit, localizat între o arteriolă și o venulă AH = scurtă Rol: FG + Reabsorbţie IZOTONĂ ( 65% din FG) NU concentrează urina 8 2. Nefronii juxtamedulari – caracteristici, rol (cu AH lungă) (20 - 30 %)Glomerulul - în cortexul renal Diametrul aa diametrul ae phidrostatică ae se continuă cu vasa recta în formă de “U”→ coboară adânc în medulară → revine în corticală → se varsă în venele corticale AH = lungă coboară adânc în medulară (până la papilă) → revine în corticală AH + vasa recta + TC realizează un flux în paralel dar în sens contrar Medulara prezintă gradientul ( ) cortico-papilar (300 → 1200 mOsm/l) care asigură gradientul necesar schimburilor intre lichidul tubular - interstițiu - sânge Rol: prin mecanismul multiplicator contracurent (MMC) se asigură concentrarea + diluţia urinei 3. Descrieți componentele membranei filtrante glomerulare și caracteristicile lor în determinarea filtrării glomerulare Componentele membranei filtrante glomerulare: 1. Endoteliul capilar cu fenestraţii prezintă pori care facilitează FG → caracteristic: încărcare electronegativă previne filtrarea Prpl (și ele electronegative) 2. Membrana bazală: conține colagen și proteoglicani încărcarea electronegativă 3. Foiţa internă (viscerală) a capsulei Bowman: cu podocite = celule cu procese podocitare, care învelesc capilarele dar lasă şi spaţii lacunare, prin care trece filtratul glomerular → caracteristic: încărcarea electronegativă previne filtrarea proteinelor Caracteristicile membranei filtrante glomerulareprin structura sa, membrana filtrantă este o “sită” care permite filtrarea unei mari cantităţi de lichid şi a micromoleculelor din plasmă (de sute de ori mai mult decât în cazul unui capilar normal) prin încărcarea electronegativă membrana filtrantă este “barieră” care se opune filtrării Prplasmatice urina primară conține: – apă + micromolecule plasmatice – Pr cu GM mică (albumine) restul de proteine rămân în plasmă sângele care trece din glomerul în capilarele peritubulare va conține o concentrație de Pr Poncotică 4. Descrieți caracteristicile particulelor solvite în plasmă în determinarea filtrării glomerulare 1. Dimensiunea 2. Greutatea moleculară (GM) 3. Încărcătura electrică 1. Dimensiunea – particulele cu diametrul < 8 nm pot trece prin porii membranei 2. Greutatea moleculară (GM) – cele cu GM mică (< 6 KDa) sunt filtrate uşor (la fel ca apa): ionii, compuşii organici mici (ex: glucoza, inulina) – cele cu GM mare: cu cât sunt mai grele, cu atât se filtrează mai puţin, până la 0 (ex: albumina cu GM = 66 KDa se filtrează puțin) 3. Încărcătura electrică – cele încărcate pozitiv sunt mai uşor filtrate decât cele încărcate negativ, chiar la aceeaşi dimensiune, datorită electronegativităţii MFG Corelația sarcină electrică – FG ( FG pentru cationi) – patologic: pierderea sarcinii negative a membranei filtrante permite să se filtreze în cantitate Pr cu GM mică (albuminele) Pr apar în urină Proteinurie (Albuminurie), înaintea apariţiei unor modificări histopatologice (nefropatia cu modificări minime) Sindrom nefrotic – proteinurie hipoalbuminemie Poncotică capilară Edeme 5. Filtrarea glomerulară – factorii ce influențează presiunea netă de filtrare Presiunea netă de filtrare - este rezultanta dintre presiunile favorabile și cele opozante FG din glomerul și capsula Bowman: 1. Forţele favorabile FG: Phidrostatică intracapilară (Ph) = 60 mmHg Poncotică capsulară = 0 mmHg 2. Forţele opozante FG: Phidrostatică capsulară (Pcaps) = 18 mmHg Poncotică intracapilară (Ponc) = 32 mmHg P netă de filtrare = Ph – (Ponc + Pcapsulară) = 60 – (32 + 18) = 10 mmHg O 6. Autoreglarea circulației renale: definiție, caracteristici, mecanismul miogen Autoreglarea = proprietatea intrinsecă a rinichiului prin care se menţin constante valorile FG şi FSR, în condiţiile unor largi variaţii ale TA (între 75 – 160 mmHg) Este condiţie necesară pentru un control precis al excreţiei renale de apă şi solviţi Patologic - la modificări mai mari ale TA, autoreglarea este depașită: – TA < 75 mmHg FG – TA < 60 mmHg oprirea FG insuficiență renală prin ischemie – TA > 160 mmHg FSR a) Mecanismul miogen: TA presiunea în vasele renale întinderea fibrelor musculare netede din peretele arteriolelor VC arteriolară se menține constant fluxul de sânge (FSR) FG = constantă O 7. Aparatul juxta-glomerular: componente, rol 1. Celule juxtaglomerulare epithelial-like sunt celule musculare netede specializate, localizate în special în peretele arteriolei aferente, mai puțin în cel al arteriolei eferente → rol: sintetizează renină 2. Macula densa - localizată între AH şi TD, în vecinătatea aa și ae → prezintă celule specializate (baro- și chemoreceptori) → rol: sesizează modificări de volum, osmolaritate, [Na+ ] din urină declanșază mecanisme reglatoare 3. Mezangiul conține celule mezangiale cu rol în secreția reninei g 8. Descrieți intervenția mecanismului de feedback tubulo-glomerular la scăderea RFG Dacă RFG (ex: TA) [Na+ ]urinar la MD semnal cu 2 efecte: 1. VD arteriolei aferente ( rezistenţa aa) Ph glomerulară RFG m ̶ ecanism: sinteza de NO VDaa 2. VC arteriolei eferente ( rezistenţa ae) Ph glomerulară RFG m̶ ecanism: eliberarea de Renină din celulele juxtaglomerulare activarea SRAA Ag II VCae g9. Descrieți intervenția mecanismului de feedback tubulo-glomerular la creșterea RFG Dacă RFG (ex: TA) [Na+ ]urinar la MD semnal cu 2 efecte: 1. VC arteriolei aferente ( rezistenţa aa) Ph glomerulară RFG m ̶ ecanism: sinteza de AMPc (probabil) 2. VD arteriolei eferente ( rezistenţa ae) Ph glomerulară RFG ̶ mecanism: eliberarea de Renină din celulele juxtaglomerulare activarea SRAA Ag II nu-și mai exercită efectul VC pe ae 10. Mecanismele umorale de reglare a filtrării glomerulare Factori vasoconstrictori: Catecolamine, endotelina VC aa + ae RFG – rol: catecolaminele au efect ≈ cu SNVS intervin în reacţiile de apărare, hemoragii severe cu TA Angiotensina II (Ag II) - componentă a SRAA: ‒ sinteza Ag II are loc la nivel local + sistemic ‒ principalii factori care stimulează SRAA: TA, Volemiei, Naplasmatic , Naurinar , activarea SNVS ‒ rolul Ag II la nivel renal: 1. Dacă ușor Ag II VC pe arteriola eferentă (care este mai sensibilă decât aa la Ag II) Ag II → VCae 2. Dacă marcat Ag II → VCae + VCaa RFG CURSUL 9 – Funcțiile tubulare 1. Fiziologia tubului contort proximal renal: caracteristicile generale ale proceselor din TCP Structura nefrocitelor din TCP - adaptată pentru reabsorbţie: ‒ la PA: margine în perie suprafața de schimb crescută ‒ la membrana bazo-laterală: număr crescut de ATP-aze Na+ /K+ transport activ ‒ la PB: număr mare de invaginări și număr crescut de mitocondrii, ceea ce asigură energie pentru TA ‒ ic au anhidraza carbonică adaptare pentru sinteza de ioni HCO3 - , cu rol esențial în echilibrul acido-bazic (EAB) În final, urina care iese din TCP și trece în AH este: ‒ izotonă, cu un volum de 35% din FG ‒ concentrația de Na+ constantă, de HCO3 - = ‒ concentrația de G, Pr, AA 0 ‒ concentrația de creatinină = 2. Reabsorbția apei, sodiului și a altor ioni în tubul contort proximal renal Este “reabsorbţia obligatorie de apă”, ADH-independentă Mecanism: pasiv, pe baza de osmotic peritubular, creat în urma reabsorbţiei active a solviţilor Căile de reabsorbție: 1. Transcelular → prin AQP1 aquaporine (canale de apă) ADH-independente 2. Paracelular = “solvent drag” ‒ la polul apical: tight junctions permeabile pentru apă + micromolecule trecerea a apei din lumenul tubular → interstiţiu ‒ din interstițiu apa trece în capilar prin “flux în bloc“ Reabsorbţia Na+ în tubul proximal 65% a) Paracelular: “solvent drag” = transport pasiv (TP) b) Transcelular: cuplat cu reabsorbția/secreţia altor solviți: La polul apical: 1. cotransport Na+ cuplat cu: Glucoza, AA, Fosfat, Lactat 2. antiport Na+ /H+ : în nefrocit are loc, în prezenţa anhidrazei carbonice, reacţia reversibilă: CO2 + H2O → H2CO3 → HCO3 - + H+ La polul bazal: Na+ se reabsoarbe prin TP sau TA (rol: ATP-aza Na+ /K+ ) Reabsorbţia altor ioni Reabsorbţia K + 65%, prin TP Reabsorbţia HCO3 - 90% ‒ HCO3 - filtrat nu se reabsoarbe direct, ci se reabsoarbe o cantitate egală produsă în nefrocite Reabsorbţia Cl- 65% ‒ prin TP, urmând reabsorbţia activă a Na+ , în a doua jumătate a TCP Reabsorbţia fosfatului 65% ‒ prin TP + TA secundar (cuplat cu reabsorbţia de Na+ ) Din interstițiu ionii trec în sânge prin flux în bloc Reabsorbţia Ca2+ în tubul proximal 65% → prin TP, paracelular, pe bază de gradient Reabsorbţia Mg2+ în tubul proximal 30% → prin TP, paracelular, pe bază de gradient 3. Reabsorbția glucozei, proteinelor și aminoacizilor în tubul contort proximal renal Reabsorbția Glucozei în TCP 100% ‒ reabsorbția de Glucoză este în S1-S2 (90%) ‒ mecanismele reabsorbției Glucozei: 1. TP = solvent drag - paracelular 2. TA secundar - transcelular = cotransport Na+ /Glucoză - la pol apical, cuplat cu ATP-aza Na+ /K+ (TA I) de la polul bazal ‒ obs: are Tmax = 320 mg/min (375 mg/min), care corespunde unei Glicemii < 170-180 mg% ‒ depăşirea TMax apariţia glucozei în urină = glicozurie Din interstițiu glucoza trece în sânge prin flux în bloc Reabsorbţia proteinelor în TCP 100% Sursa de proteine urinare: 1. din plasmă albuminele trec în cantitate mică, prin FG 2. din distrugerea nefrocitelor (fiziologică sau patologică) Mecanismul reabsorbției: pinocitoza (TA) ‒ prin invaginarea membranei celulare o veziculă digestia ic a proteinelor AA care fie sunt utilizaţi ic, fie trec în sânge ‒ TA al proteinelor este limitat: Tmax ‒ Patologic: depășirea Tmax proteinurie (> 150 mg/zi) în: ‒ afectarea severă a membranei filtrante glomerulare ‒ afecţiunile tubulare (pielonefrite) Reabsorbția AA 100% ‒ prin TA secundar cuplat cu reabsorbția de Na+ ‒ prezintă TMax depăşirea apariția AA în urină (în boli genetice) 4. Amoniogeneza și secreția în tubul contort proximal renal 2. Secreţia - este importantă pentru H+ , acizi organici, baze 3. Amoniogeneza are loc prin dezaminarea aminoacizilor (exemplu: dezaminarea Glutaminei) din care rezultă: 2NH4 +→ care generează sistemul NH4 + / NH3→ trece în urină: → NH4 + - trece pe baza antiporterului Na+ /NH4 + → NH3 - trece pasiv 2HCO3 - → se reabsorb, apoi trec în sânge, având rol în echilibrul acido-bazic (EAB) 5. Mecanismul multiplicator contracurent: definiție, structuri participante, rol Mecanismul multiplicator contracurent se realizează pe baza: 1. fluxului în paralel, dar în sens contrar, al urinei şi sângelui, realizat între ansa Henle, vasa recta și TC 2. permeabilității diferite pentru apă, ioni și uree a diferitelor segmente ale ansei Henle: ‒ SSD - permeabil pentru apă, nu pentru ioni și uree ‒ SSA - permeabil pentru ioni și uree, nu pentru apă ‒ SGA - permeabil pentru ioni nu pentru apă și uree + există TA pentru ioni Rol: concentrare și diluţie a urinei 3. concentraţie cortico-papilar: ‒ juxtacortical, osmolaritatea este 300 mOsm/l → spre papilă, crește progresiv până la 1200 mOsm/l ‒ este rezultatul acumulării progresive spre papilă a unei sarcini osmotice tot mai mari = ioni + uree ‒ este de ADH favorizează reabsorbția de uree 6. Rolul segmentelor ansei Henle în mecanismul multiplicator contracurent 1. Segmentul subţire descendent (SSD): SSD este intens permeabil pentru apă şi impermeabil pentru ioni şi uree Rol: asigură reabsorbția pasivă a apei Mecanism: urina vine din TCP și pe parcursul SSD coboară în medulara cu osmolaritate tot mai mare ; pentru a egaliza osmolaritatea urinei cu cea a interstiţiului, trebuie să își crească osmolaritatea pentru echilibrul osmotic, apa iese pasiv în interstițiu și trece în sânge creșterea progresivă a osmolarității urinei în SSD spre genunchiul ansei Henle Reprezintă segmentul de concentrare a urinei Rolul său este reabsorbția apei 15 - 20% din FG 2. Segmentul subțire ascendent (SSA) 3. Este impermeabil pentru apă şi permeabil pentru ioni şi uree Pe măsură ce urina urcă din profunzimea medularei spre corticală, pentru a egaliza osmolaritatea urinei cu cea a interstiţiului, are loc reabsorbția pasivă a solviţilor = ionii şi ureea Osmolaritatea urinei scade progresiv Reprezintă prima parte a segmentului de diluare a urinei, mai puţin important ca segmentul gros ascendent Rol: asigură reabsorbția pasivă de ioni și uree 3. Segmentul gros ascendent (SGA): Este permeabil pentru ioni şi impermeabil pentru apă şi uree - la acest nivel se produce reabsorbția de ioni Mecanisme de reabsorbție a ionilor: ̶ Pasiv, pe bază de osmotic pe măsură ce urina urcă spre corticală, osmolaritatea urinei continuă să scadă, până la o osmolaritate de 300 mOsm/l ̶ Activ, prin cotransport de Na+ /K+ /Cl- ̶ Constituie principala parte a segmentului de diluare a urinei Rol: reabsorbția masivă de ioni 20 - 25%FG 7. Rolul vasa recta, al tubului colector si a gradientului osmotic cortico-papilar in mecanismul multiplicator contracurent Sângele circulă în paralel dar de sens contrar cu urina din ansa Henle în vasa recta: → În ramul descendent: pe măsură ce coboară mai adânc în medulară preia ionii (Na+ ) + ureea osm plasmei → În ramul ascendent: pe măsură ce sângele urcă din medulară spre corticală, osmolaritatea va ramul ascendent preia apa care iese din SSD al ansei Henle Rol: reabsorbția pasivă în sânge a ionilor şi a apei 1. Primește 35% FG izoton, cu compoziție diferită de plasmă 2. Disociază reabsorbţia de apă de cea a electroliţilor 3. Rol: diluţia + concentrarea urinei 4. Se reabsorb: 15-20% din apa filtrată 20-25% din ionii filtrați 5. Aproximativ 15% din FG părăsește ansa Henle, urină hipotonă ( 150 mOsm/l) datorită mecanismelor active de reabsorbție a ionilor din SGA 6. La SGA acţionează diureticele de ansă vor determina blocarea reabsorbtiei Na+, K + , Cl - 7. Prin macula densa controlul FG prin feedback-ul tubuloglomerular 8. Fiziologia tubului contort distal si colector renal: tipurile celulare și rolul lor Celulele principale – rol în reabsorbția de Na+ şi secreţie de K+ : ‒ este realizată de ATP-aza Na+ /K+ de la nivelul membranei bazo-laterale și canalele de Na+ și K + de pe membrana apicală ‒ este controlată de aldosteron ‒ antagoniștii receptorilor de aldosteron blochează efectele aldosteronului inhibă reabsorbția de Na+ și secreția de K + sunt diuretice cu economisire de K + ‒ blocantele canalelor de Na+ (amilorid, triamteren) inhibă direct doar reabsorbția de Na+ sunt diuretice cu economisire de K 9. Fiziologia tubului contort distal si colector renal: rolul în echilibrul hidroelectrolitic și osmotic ??? 10. Fiziologia tubului contort distal si colector renal: rolul în echilibrul acido-bazic Producerea și reabsorbţia de HCO3 - = caracteristice ultimelor 2/3 ale tubului distal Sursa de HCO3 - = nefrocitul, care are anhidraza carbonică și va cataliza reacţia reversibilă: CO2 + H2O H2CO3 HCO3 - + H+ HCO3 - se reabsoarbe pasiv → trece în sânge H+ secretat activ în urină la schimb cu Na+ prin antiporter-ul Na+ /H+ Sursa de CO2 : reacţia inversă în lumenul tubular + CO2 sânge Secreţia H+ = Acidifierea urinei = caracteristică pentru ultima parte a TD și TC Secreţia H+ asigurată de ATP-aza H+ la polul apical H+ este pompat activ în lumenul tubular, fără să necesite cuplarea cu Na+ Pentru fiecare H+ secretat, se absoarbe un ion de HCO3 -  Deşi determină doar 5 - 10% din secreţia de H+ , este cel mai important proces pentru acidifierea urinei [H+ ] poate creşte de 900x !!! (pe când în tubul proximal creşte numai de 3-4 x) scade pH-ul urinar până la 4,5 CURSUL 10 – Epurarea și economisirea renală a principalelor componente plasmatice 1. Economisirea și epurarea renală a apei Apa se filtrează la nivel glomerular: Din FPR (600 ml/min) Urina primară (FG) 125 ml/min (180 l/zi) (ultrafiltrat de plasmă, izoton 300 mOsm/l) (FF =20%) Urină finală = 1,5-2 l/zi cu osmolaritatea 800 mOsm/l (limite extreme 50-1200 mOsm/l), pH acid 5,5-6 Debit urinar = 1-2 ml/min (limite extreme 0,5-20 ml/min 2. Economisirea și epurarea renală a sodiului [Na+ ]pl = 142 mEq/l, principalul cation plasmatic extracelular (ec) Principalele funcții ale Na+ : ‒ Controlul funcției celulelor excitabile: excitabilitatea neuron, contracția musculară, activitatea cardiacă, FC ‒ Reglarea echilibrului hidric și EAB (împreună cu K + + Cl- + HCO3 - ) ‒ Schimburile la nivelul membranei celulare ‒ Menținerea volemiei, TA [Na+ ]pl TA [Na+ ]pl TA, oboseală, crampe musculare, deshidratare La nivel renal: ‒ Na+ se filtrează glomerular ‒ Reabsorbţie tubulară de Na+ (99 - 99,5%) ‒ Excreţie Na+ (0,5 - 1% = 150 mEq/zi) 3. Economisirea și epurarea renală a potasiului și a clorului [Cl- ] pl 105 mEq/l, principalul anion extracelular Rol: acționează similar cu Na+ : 1. Controlul funcției celulelor excitabile 2. Reglează echilibrul hidric și EAB (împreună cu K++ Na+ ) 3. Schimburile la nivelul membranei celulare Renal: ‒ se filtrează glomerular, se reabsoarbe tubular 99-99,5% se elimină în urină ‒ se reabsoarbe la nivelul tubilor renali [K + ]pl 4,5 mEq/l (3,5 -5 mEq/L), foarte precis controlat ‒ menţinerea [K + ]pl depinde în principal de funcţia renală ‒ principalul cation IC (98% din K+ este ic) Principalele roluri ale K+ : 1. Controlul funcției celulelor excitabile 2. Reglează echilibrul hidric și EAB (împreună cu Na+ și Cl- ) 3. Metabolic ( Metabolismul energetic, sinteza Pr, Glicogenogeneza) 4. Stimulează creșterea și dezvoltarea musculară [K + ]pl apare în citoliză, acidoză, diabet zaharat, insuficiența renală, hipo-aldosteronism și duce la tulburări de ritm stop cardiac La nivel renal: ‒ K + se filtrează glomerular ‒ Se reabsoarbe tubular (90%) ‒ În TCD și TC se secretă de către celulele principale, controlate de Aldosteron ‒ În urina finlă: excreţia de K+ (12%) 4. Economisirea și epurarea renală a calciului și magneziului [Ca2+] pl = 5 mEq/l = 9 - 11 mg % Ca2+ important pentru excitabilitatea neuro-musculară Repartiţia Ca2+ : ‒ 99% în os (rezervor Ca2+) ‒ 1% ec ‒ 0,1 % ic În plasmă, calciul se găsește în mai multe forme: ‒ 50 % Ca2+ ionizat ( în acidoză) se filtrează glomerular ‒ 10 % Ca neionizat, legat de anioni (fosfat Ca, citrat Ca) se filtrează glomerular ‒ 40 % Ca legat de proteine (albumine) NU se filtrează glomerular La nivel renal: ‒ La nivel glomerular: se filtrează doar Ca2+ și Ca legat de anioni ‒ Tubular: se reabsoarbe 98 - 99 % (are Tmax) ‒ În urina finală: Ca2+ se elimină (1%) 5. Economisirea și epurarea renală a glucozei ??? 6. Economisirea și epurarea renală a proteinelor și aminoacizilor ??? 7. Rolul rinichilor în echilibrul acidobazic Funcţia renală intervine lent (ore-zile) dar eficient şi determinant în controlul EAB, prin următoarele mecanisme: 1. Reabsorbţia şi sinteza de HCO3 - 2. Secreţia H+ Acidifiere tampoane urinare (pHurinar = 4,5 - 8) Excreţia NH4 + Asigură eliminarea H+ În nefrocitele din TCP, SGA, TC are loc o reacţie cheie : CO2 + H2O =H2CO3 =HCO3 - + H+ În celulele intercalare din TC: excreţie de H+ prin mecanisme active = pompa H 8. Economisirea renală a bicarbonatulu [HCO3 - ]pl = 24 - 27 mEq/l Rol important în EAB La nivel renal: ‒ se filtrează glomerular ‒ dacă [HCO3 - ]pl 27 mEg/l: se produce HCO3 - în nefrocit prin reacția între CO2 și H2O, în prezenţa Anhidrazei carbonice (AC)  Rol important în EAB se reabsoarbe tubular 100%, mai exact echivalentul său ‒ dacă [HCO3 - ]pl >27 mEg/l: apare HCO3 - în urină Acetazolamida (blocant de anhidrază carbonică) Acetazolamida - determină blocarea Anhidrazei carbonice Diureză + eliminare urinara a HCO3 - este un diuretic recomandat în situații cu [HCO3 - ] (ex: acidoza respiratorie) 9. Secreția tubulară renală a H+ Menţinerea [H+ ]pl = esenţială pentru funcţionarea sistemelor enzimatice → corespunde unui pHplasmatic = 7,35 - 7,45 → limite extreme pHplasmatic = 6,8 - 8 !!! Stimularea secreției de H+ în urină este determinată de: 1. PCO2 2. [H+ ] plasmatic (acidoza) 3. Aldosteronul Prin procese metabolice H+ , eliminaţi în urină prin: ‒ aciditatea titrabilă = Tampoane urinare acide (fosfat acid) (50%) ‒ săruri de amoniu (NH4Cl) (50%) ‒ tot ca săruri de amoniu se elimină și excesul de H+ (ex în acidoza metabolică: cetoacidoza diabetică, acidoza lactică) 10. Epurarea renală a amoniacului [NH3 ]pl = 40-80 microMol/l Se elimină urinar TOXIC pt SNC (traversează bariera hemato-encefalică) organismul dispune de mecanisme de detoxifiere: ‒ ureogeneza hepatică ‒ formarea glutaminei în SNC ‒ eliminarea renală ca săruri de amoniu Sursa NH3 urinar: ‒ 30% din FG (din plasmă) ‒ 70% prin dezaminarea AA (Glutamina) în nefrocitele din TCP HCO3 - se reabsoarbe iar NH4 + /NH3 (sistem tampon) trec în urină (NH3 - pasiv, NH4 + - antiporter NH/Na) CURSUL 11 – Reglarea funcţiei renale. Funcţia de acumulare, contenţie şi evacuare a urinei. Micţiunea. 1. Reglarea nervoasă a activitații renale SNVS inervează: → musculatura netedă din aa şi ae → tubii renali Rol: - controlul FSR şi FG - controlul funcţiei tubulare Originea: T12 – L2 Mediatori: A şi NA Receptori: α-adrenergici Factorii care stimulează SNVS: TA, Volemiei Efecte: → vc arteriolară FG → activării SRAA Ag II → reabs. Na+ din tubii renali  Rezultatul stimulării SNVS: refacerea TA și a volemiei 02. Rolul aldosteronului în reglarea activității renale Aldosteronul (ALD) = hormon steroid secretat de corticosuprarenală Rol: economisirea Na+ şi eliminarea K+ Loc de acţiune: tub distal (2/3 terminală) şi tub colector Stimularea secreţiei de Aldosteron: 1. [K+ ] pl 2. [Na+ ] pl 3. Sistemul renină-angiotensină – rol principal - Volemiei, TA - [Na+ ]pl - [Na+ ]urinar - sesizată de chemoreceptorii din MD - Stimularea SNVS g3. Rolul ADH-ului în reglarea activității renale ADH = hormon antidiuretic - sintetizat în hipotalamusul anterior Depozitat în hipofiza posterioară și eliberat la nevoie în sânge Efecte la nivel renal: 1) La nivelul tub distal & colector: reabsorbția de apă 10 - 14% FG și secundar de ioni ADH reabsorbția de apă diureza + osmolaritatea urinii ADH reabsorbția apă diureza + osmolaritatea urinii 2) La nivelul tubului colector: reabsorbția ureei întreține Δ cortico-papilar Rol în mecanismul multiplicator contracurent Mecanism: ADH determină reabsorbția apă din TCD și TC [uree] în urină progresiv, pe măsură ce coboară prin TCD progresiv reabsorbția ureei (pasiv) cu acumularea ei în interstițiul medularei Rol în formarea și menținerea gradientului cortico-papilar (300 → 1200 mOsm/l) 3) La nivelul ansei Henle (SGA) - reabsorbția Na+ , Cl- 4. Rolul sistemului renina-angiotensină-aldosteron în reglarea activității renale SRAA este un sistem legat de aparatul juxtaglomerular renal (AJG): ‒ Renina este o enzimă proteolitică secretată de celulele din structura AJG (celulele granulare din peretele aa şi ae) Factorii care stimulează sinteza reninei: ‒ TA ‒ Volemiei ‒ [Na+ ] pl ‒ [Na+ ] urinar sesizată de MD feedback-ul tubuloglomerular ‒ stimularea SNVS Factorii care inhibă sinteza reninei: – Aldosteron [Na+ ] pl (feedback negativ) – ANP 5. Rolul hormonului natriuretic atrial în reglarea activității renale ANP = polipeptid natriuretic secretat de miocitele atriale Rol: excreţia Na urinar + diureza  Mecanism de acțiune: 1. FG prin: VD pe arteriola aferentă şi VC pe arteriola eferentă Kf la MFG 2. FSR în medulară cortico-papilar reabsorbţia apei în TC 3. Antagonist al SRAA Renina secreţia de aldosteron reabs. tubulară de Na+ şi secundar de Cl- şi apă eliminarea urinară de Na+ Efect global la nivel renal: diuretic şi natriuretic Alte efecte ale ANP: ‒ pe vasele sistemice: VD ‒ prin efectul vascular + renal: TA ‒ neurotransmiţător 6. Transportul urinei de la rinichi la vezica urinară Transportul urinei: rinichi → uretere → vezica urinară Urina este colectată de tubii colectori → papile → calice mici → calice mari → bazinet → ureter → vezică urinară → uretră ‒ Procesul de formare a urinei = continuu ‒ Procesul de evacuare a urinei = discontinuu, prin micţiune Ureterele = formaţiuni tubulare musculo-elastice ‒ structură: epiteliu, tunică musculară = fibre musculare netede dispuse trilaminar ‒ se deschid oblic pe peretele postero-inferior al vezicii urinare, având o porţiune care traversează peretele vezical contracţia detrusorului comprimă ureterul împiedicând refluxul vezico-ureteral Rolul ureterelor: transportă urina la vezica urinară, prin mişcări La nivel bazinetului există celule pacemaker (cu automatism) → generează potenţial de acţiune → generare contracţie ‒ forţează urina să pătrundă în vezica urinară Creșterea volumului urinar în tubi duce la creșterea distensiei tubilor și activarea automatismul prin mecanism miogen Tonusul şi peristaltismul sunt sub control SNV: ‒ SNVS (n. hipogastric): tonus + peristaltism ‒ SNVP (n. vag): tonus + peristaltism 7. Funcția de acumulare și contenție a vezicii urinare Acumularea urinii în vezică determină creşterea progresivă a volumului urinar, ducând la creşterea presiunii, până la valoarea critică de aproximativ 15 cm H2O. Această presiune corespunde unui volum de 100 ml de urină = limita de rezistenţă a sfincterului intern Dacă se contractă voluntar sfincterul extern, urina continuă să se acumuleze până la presiunea de aproximativ 20 cm H2O, care corespunde cu 400 ml de urină Urina se mai poate acumula până la presiunea de aproximativ 70 cm H2O, care este limita de rezistenţă a sfincterului extern, producând declanșarea micțiunii indiferent de controlul voluntar exercitat asupra sfincterului extern Normal, în vezică se acumulează 500 - 600 ml urină, fără să ducă la distensie dureroasă vezica urinară îşi adaptează tonusul la conţinut 8. Funcția de evacuare a vezicii urinare. Micțiunea  Definiţie: act reflex controlat medular care este și sub control voluntar cortical inhibitor ‒ prin mielinizarea centrilor nervoşi apare și controlul cortical Umplerea vezicii duce la contracţii de micţiune ca urmare a reflexului de întindere ‒ receptorii de întindere din detrusor sunt stimulați de presiunii ‒ cale aferentă: nervii pelvini ‒ centrii: S2–S4 ‒ cale eferentă: nervii pelvini ‒ efectori: → detrusorul contracţie → sfincterul intern relaxare Declanșare micțiune Reflexul de micţiune odată iniţiat, se “autogenerează” contracţia iniţială a vezicii urinare activează şi mai mult receptorii de întindere contracţia vezicii urinare Durata procesului = secunde → 1 min, apoi se reduce progresiv permite relaxarea vezicii urinare Reflexul de micţiune cuprinde: ‒ creştere progresivă şi rapidă a presiunii detrusorului ‒ perioadă susţinută de presiune crescută ‒ revenirea la tonusul bazal Când reflexul de micţiune este suficient de puternic stimularea nervilor ruşinoşi relaxarea sfincterului extern 9. Funcțiile non-excretorii ale rinichiului ??? 10. Funcția endocrină a rinichiului si rolul în echilibrul fosfo-calcic 1) Eritropoietina – eliberată la nivel renal în condiţii de hipoxie stimulează eritropoieza la nivelul măduvei osoase hematogene 2) Renina - eliberată de la nivelul AJG, în condiţiile scăderii TA, a volemiei, [Na+ ]plasmatic, [Na+]urinar sau la activarea SNVS activează sinteza de angiotensină şi aldosteron cu rol în reglarea TA, volemiei, [Na+] Rol în echilibrul fosfo-calcic 1) Activarea Vitaminei D sinteza de CALCITRIOL (metabolitul activ al vitaminei D) rinichiul are rol major în echilibrul fosfo-calcic 2) Controlul sintezei de PTH prin echilibrul Ca2+ /HPO4 2- /FGF23 CURSUL 12 - Funcția secretorie a tractului digestiv g1. Secreția salivară – mecanismul secreției, proprietăți, compoziție, roluri Mecanismul secreţiei salivare – 2 etape:  Etapa acinară generează saliva primară: − fluid extracelular izoton − conţine: apă, amilază salivară, electroliţi (Na+ , Cl- , HCO3 - , K+ ), mucus Etapa ductală generează saliva finală: − fluid extracelular hipotone Proprietăţile fizico-chimice ale salivei Volumul 1,5 litri/zi cu un debit variabil: minim 0,25 ml/min maxim 4 ml/min − creşte la stimularea alimentară până la 4 ml/min − scade în repausul alimentar până la 0,5 ml/min − scade în timpul somnului până la 0,25 ml/min Aspectul: opalescent, filant (mucus) pH-ul: 6 - 7 (pH = 8 pentru secreţia stimulată) Osmolaritatea: 50 - 100 mOsm/l (hipotonă Compoziția salivei a) Apă: 99% b) Substanţe anorganice: 0,2% Na+ și Cl- K + și HCO3 - Ca2+ − dacă pH-ul salivar devine acid se dizolvă cristalele de hidroxiapatită carii dentare − dacă pH-ul salivar devine mai alcalin precipită sărurile de calciu tartru dentar şi calculi salivari Fluorul Tiocianatul de sodiu c) Substanţe organice: 0,3% Enzime digestive = alfa - amilaza salivară scindează legăturile - 1,4 glicozidice ‒ necesită un pH optim = 7 – 8 ‒ acţiunea sa continuă în stomac până la pH = 4 Mucusul salivar − participă la formarea bolului alimentar Substanţe cu rol în apărarea locală − Ig A − lactoferina − lizozimul Rolurile salivei a) Rol digestiv b) Rol de protecţie mecanică c) Rol în echilibrul hidro-electrolitic d) Rol în echilibrul acido-bazic local e) Rol în eliminarea de: f) Rol trofic g) Rol în echilibrul microbian local 8 2. Reglarea secretiei salivare prin mecanism reflex necondiţionat și condiţionat a. Reflexul necondiționat parasimpatic Stimuli: de la nivelul cavităţii bucale, limbii şi faringelui − gustativi (ex: gustul acru de 8 - 20 x secreţia salivară) − tactili (ex: prezenţa în cavitatea bucală a obiectelor fine) − dureroşi şi iritativi ai mucoasei tractului Aferenţe: VII, IX, X şi Vdigestiv Nucleul salivator inferior din bulb 2. Nucleul salivator superior din punteEferenţe: VII, IX, X nervul VII → glande salivare sublinguale + submandibulare − nervul IX → glande parotide − nervul X → glande salivare parietale Saliva “de gustaţie” contactul cu alimentele − Saliva de “masticaţie” masticaţia − Saliva de “iritaţie” durerea buco-dentară, iritaţia mucoase Reflexul condiţionat Este declanşat de stimuli nespecifici: vederea, mirosul, auzul, sau chiar evocarea alimentelor Se produce prin stimularea cortexului → stimularea hipotalamusului anterio prin mecanism colinergic → stimularea secreţiei salivare Observaţii: ‒ anticiparea contactului alimentelor cu zona reflexogenă bucală stimula cortexul, cu declanşarea secreţiei salivare ‒ influenţele intercentrale cu centrul deglutiţiei şi centrul vomei modifică secreţia salivară prin acţiune asupra centrilor salivatori bulbari O 3. Mecanismul secretiei de HCl gastric. Rolurile HCl Secreţia de HCl = funcţia majoră a celulelor parietale din glandele gastrice oxintice În celula parietală gastrică: – există anhidraza carbonică care catalizează reacția: CO2 + H2O → H2CO3 → HCO3 - + H+ – la polul bazal: HCO3 - trece în sânge prin schimbătorul HCO3 - /Cl- pH-ul sanguin fiziologic Clintră în celulă prin sch