ORGANIZAREA STRUCTURAL- FUNCIONAL A CELULEI
Celula are o- membrana celulara(plasmalema) ce o separ de mediul
celular iun sistem de membrane intracelular. => Celula reprezint
un sistem nalt compartimentat n care o serie de compartimente mici
sunt incluse ntr-un compartiment mare, comun i continuu numit
matrice citoplasmatic. Celula mai conine si o serie de
compartimente subcelulare care sunt denumite organite celulare.
Organitele celulare sunt de 2 tipuri-ansambluri macormoleculare
localizate de obicei n matricea citoplasmatic Ex: ribozomii,
aparatul locomotor -compartimentele celulare delimitate de o
membran i care conin o matrice proprieEx: lizozomii, apratul Golgi,
mitocondriile, reticulul endoplasmatic
MEMBANA CELULAR/PLASMALEMA1.Tipuri morfo-functionale de
biomembrane: Membrana celular propriu-zis care delimiteaz celula
Membranele organitelor celulare Membranele specializate: Sinaptice
MieliniceMembranele tisulare de natur epitelial n cazul unor organe
i sisteme (ex: endoteliul capilar, mucoase digestive
2.Functii fundamentale ale membranelor: Rol de delimitare
fizico-chimic a mediului intracelular/extracelular. Rol de aprare i
secreie prin fagocitoz, endocitoz i exocitoz Rol n recunoaterea
intercelular i aprarea imunitar Roluri metabolice intracelulare Rol
n adezivitate i relaii intercelulare Asigurarea distrubutiei
asimetrice a componentelor ionice prin permeabilitatea selectiva si
transportul activ, care sta la baza activitatii bioelectrice
celulare, a transmiterii sinaptice,a proceselor de secretie si
absorbtie digestive si renale Transferul de informatie prin
hormoni, medicamente si alti stimuli fizico-chimici
Transportul prin membranele biologice Oricare ar fi modul de
existen al celulelor,solitar sau grupate n esuturi,acestea au
schimburi permanente si bidirectionale cu mediul in care traiesc.
Expresia funcional a transportului prin membrane a fost denumit cu
termenul de permeabilitate selectiv. Noiunea definete
permeabilitatea restrns a stratului lipidic care permite trecerea
doar a moleculelor liposolubile, iar proteinele inserate n stratul
bilipidic i confer caracterul de selectivitate.Aceste proteine
acioneaz n calitate de: Canale sau pori pentru variai ioni
Transportori specifici pentru unii metabolii (aminoacizi) Pompe
care cresc sau scad concentraia intracelular preferenial pentru
anumii ioni
Tipuri de transport prin membrane:1.Dpdv al transportului
anumitor substane se disting : Sisteme de microtransfer Sisteme de
macrotransfer prin membraneIonii i moleculele mici trec cu adevrat
prin membran, foarte rar prin bistratul lipidic, cel mai frecvent
prin intemediul proteinelor intrinseci.Macromoleculele pot trece cu
un fragment de membran deoarece sunt transportate n vezicule ce se
desprind din plasmalema. n cadrul sistemelor de micrortransfer
membranar, un criteriu bine stabilit de difereniere a modalitii de
realizare este consumul de energie. 2.Dpdv al consumului de energie
exist transport pasiv/activ. pasiv= se realizeaza fara consum de
energie, sunstantele strabatand membrana conform gradientului de
concentratie sau electrochimic pentru ioni activ= se realizeaza
impotriva gradientului de concentratie sau electrochimic , cu
consum de energie metabolicaFluxurile ionice transmembranare sunt
rezultatul ambelor tipuri de transport, activ i pasiv, iar
majoritatea substanelor sunt transportate datorit proteinelor din
structura membranei3. Dup nr speciilor de substane transportate
avem: Sisteme de unitransport care transport prin membran o singur
substan Sisteme de contransport care realizeaz transportul unei
substane cuplat cu al alteia sau chiar al mai multor substane
Simport = transportul celor dou substane sau al mai multor substane
se face n acelai sens Antiport = transport se face n sensuri
diferite
Transportul pasiv Substanele liposolubile si ionii de talie mica
pot traversa membranele biologice in sensul gradientelor.Se
distring astfel: Difuziunea simpl Difuziunea facilitat
Transportul prin membranele biologice Transportul pasiv
DIFUZIUNEA SIMPLA
A. DIFUZIUNEA SIMPL Trecerea subst prin membranele celulare fr
intervenia vreunei molecule din structura acestora depinde de
solubilitatea substanelor respective. Exist particule neutre dpdv
electric(CO2, acizii grasi) care sunt liposolubile i strbat f uor
membranele celulare. Viteza cu care strbat membranele celulare este
direct proporional cu solubilitatea n lipide a substanei
transportate. Cu toate acestea, avem nevoie de o for care s
acioneze, iar aceast for este generat de diferenele de concentraie
ntre cele dou compartimente separate de membran . a. Difuziunea n
sensul gradientului de concentraie. Toate elementele dintr-un
lichid sunt ntr-o continu agitaie. Energia termic se manifest
atunci cnd mediile n cauz au o temperatur superioar celei de 0
absolut. n aceste circumstane, se realizeaz amestecul acestor
molecule. Acest amestec aleator al moleculelor poart numele de
difuziune. Cu ct c% este mai mare, cu att coliziunea este mai
probabil i mai mare. Daca 2 solutii separate de o membrana sunt in
concentr diferite se creeaza un gardient de concentratie sau
gradient chimic,datorita caruia coliziunea moleculara este mai
frecventa in compartimentul mai concentrat astfel incat un nr, mai
mare de molecule din acesta trec in cel mai diluat decat in sens
invers n aceste situaii, agitaia termic se manifest n continuare,
dar nr de molecule care prsesc un compartiment este egal cu nr de
molecule care vin din cellalt compartiment si se realizeaz o stare
de echilibru in care fluxul net de particule devine nul. b.
Schimburi n gradient electricMulte substane din lichidele
organismului se gsesc n stare disociat (cationii + i anionii -).
Micarea ionilor n i ntre diferite compartimente ale organismului
depinde de ncrctura lor electric. Dac ntre cele dou regiuni ale
organismului exist diferene de sarcini electrice, atunci ionii
ncrcai + (cationii) se deplaseaz spre zonele cu sarcini electrice
negative i vice versa. Aceast diferen de ncrcare electric ntre
diferitele pri ale organismului realizeaz un gradient electric n
care ionii se deplaseaz pn cnd se instaleaz o stare de echilibru.
Existena n acelai timp a unui gradient electric i a unui gradient
chimic asigur deplasarea substanelor n sensul gradientului
electro-chimic i difuziunea conform acestui gradient electro-chimic
este deci legat de forele electrice generate de diferena de
potenial de o parte i de alta a membranei respective. Difuziunea
=proces al agitatiei termice a particulelor dintr-un mediu fluid se
produce in tendinta realizarii unei stari de echilibru de a parte
si alta a membraneiTransportul substantelor prin difuziune depinde
de: Solubilitatea moleculei transportate Marimea moleculei
transportate Grosimea membranei c. Osmoza
Agitaia termic se aplic n egal msur i moleculelor de ap dintr-un
fluid. n mod normal, ntr-o stare de echilibru, trecerile
moleculelor de ap dintr-un sens n cellalt sunt echivalente astfel
nct fluxul net al moleculelor de ap este nul. Numai n acest mod
volumul celular poate rmne constant. Totui, n anumite condiii poate
s apar o diferen de concentraie transmembranar n sensul c de o
parte i de alta a membranei exist o diferen de concetraie a unor
solvii nedifuzibili astfel nct apa va fi atras din mediul mai puin
concentrat spre mediul mai concentrat. De aici rezult un flux
hidric net care traverseav membrana celular. Acest flux hidric
poart numele de osmoz.
Trecerea apei din compartimentul diluat n cel cu concentraie mai
crescut se realizeaz datorit unui fenomen de atragere a moleculelor
de ap de ctre particulele din soluia mai concentrat datorit
efectului osmotic dezvoltat de particulele solvite i acest efect
osmotic este cu att mai mare cu ct nr particulelor nedifuzibile
este mai mare. Efectul osmotic nu este influenat de dimensiunea
particulelor. Presiunea osmotic efectiv este deci fora egal i de
sens opus efectului osmotic dezvoltat de solvii i care ar mpiedica
migrarea solventului.
Osmoza are importanta in fiziologie deoarece dirijeaz repartiia
apei ntre mediul intra i extracelular i ntre diferite compartimente
ale spaiului extracelular. Presiunea osmotic a unei soluii nu
depinde dect de nr de particule din soluie i nu de mrimea lor sau
de greutatea lor molecular. Efectul osmotic al unui amestec de
substane dizolvate este egal cu suma efectelor osmotice pentru
fiecare substan luat separate. Soluiile care au aceeai presiune
osmotic se numesc izotonice sau izoosmotice. Osmolaritatea mediului
intern: 290mOsm (miliosmoli)=constanta homeostatic
B.DIFUZIUNEA FACILITAT Exist anumite substane care trec prin
membranele celulare datorit participrii la acest proces de
transport a unui constituent membranar care cel mai adesea este de
natura proteic. Acest constituent recunoate i fixeaz solvitul
accelernd transportul su. Aceste proteine se comport ca nite enzime
prezente n membran.
Caracteristicile funionale ale transportorilor depind de natura
i cantitatea de substan care este de transportat i constau n:
Saturabilitate:( cantitatea de substanta transportata prin membrana
intr-un interval de timp este limitata, cunoscuta sub numele de
transport maximal) Competiie:( subst. chimice apropiate pot utiliza
acelasi transportor pentru a traversa membrana. n contact cu
transportorul se gsesc mai multe substane. Cantitatea substanei
transportate n unitatea de timp va fi mai mic dect n situaia n care
aceasta ar fi fost singur,prin fenomenul competitiei)
Specificitatea: Fiecare transportor este difereniat pentru
transportul unei substane sau a mai multor substane care sunt
similare dpdv chimic. Aceast particularitate a transportorului
particip la caracteristica de selectivitate a transportorului.
Transportul prin membranele biologice Transportul pasiv al
moleculelor hidrosolubile Moleculele hidrosolubile pot traversa
membrana celular cu ajutorul unor proteine membranare care se pot
comporta sub form de: 1. canale ionice 2. transportori si
ionofori.
1. CANALELE IONICE Unele proteine integrale din structura
membranei celulare pot crea ci hidrofile care pot traversa membrana
sub forma unor canale permind astfel trecerea conform gradientelor
a unor molecule mici sau ioni hidrofili. Exemple: canalele de Na i
K, canalele de Ca si Cl
2. TRANSPORTORII Transportor (carrier) = protein membranar care
leag/fixeaz un ion de o parte a membranei, moment n care i schimb
conformaia spaial, iar dup ce elibereaz substratul de cealalt parte
a membranei, revine la starea iniial i i poate relua ciclul. Ei
indeplinesc rolul de oficiu de trecere a substantelor de o parte in
cealalta a membranei, realizand o cavitate hidrofil mrginit de
aceast protein membranar, n timp ce exteriorul este lipofil.
2.1 IONOFORII Sunt transportori membranari endogeni sau exogeni
care mresc permeabilitatea membranei pentru anumii ioni. Spre
deosebire de transportori, care sunt proteine integrale, ionoforii
realizeaz transportul transmembranar datorit posibilitii de a
realiza deplasarea n suveic dinspre faa extern spre cea intern i
invers prin membrana celular. Rata de transport la nivelul unei
celule a acestor sisteme de tarnsportori depinde de: constanta de
afinitate a lor pentru substana transportat de densitatea acestora
n membrana celular.
Transportul activ Procesele de transport activ sunt capabile s
concentreze o substan ntr-unul din compartimentele organismului sau
s realizeze o micare n direcie invers proceselor de difuziune cu
consumul obligatoriu al unei pri din energia total a sistemului.
Condiiasine-qua-non ca acest transport s se desfoare este cuplarea
direct sau indirect ntre mecanismul de transport i metabolismul
celular. De altfel, n momentul iniierii sau al intensificrii
proceselor de transport activ, automat se produce o cretere a
metabolismului energetic. Energia necesara transporturilor active
este reinnoita permanent datorite metabolismului subst. energetice.
O alt caracteristic a proceselor de transport activ este c se pot
realiza mpotriva gradientelor de potenial electro-chimic.
Transportul activ intereseaz un nr mare de ioni, reacia
energetic care l realizeaz are ca surs de energie ATP-ul . Practic,
o ATP-az servete ca intermediar comun pentru: transportul ionului
hidroliza ATP-ului. Energia care rezult din hidroliza ATP-ului se
poate cupla cu proteina transportoare n 2 moduri: a. Direct n cazul
transportului activ primarb. Indirect n care se utilizeaz i
gradientul de concentraie ionic dintre compartimentele separate de
membran n cazul trasnsportului activ secundar
Transportul activ primar
Se realizeaz de ctre o protein care are si rolul de a hidroliza
substratul energetic. n timpul acestui proces de hidroliz a
ATP-ului, aceast proteini/enzim se fosforileaz, moment n care i
modific fie afinitatea situsului de legare a ionului fie
conformaia. n ambele variante, se antreneaz o asimetrie de
deplasare a substanelor transportate prin membran. Exemple: Na, K
ATP-aza(pompa de Na,K) transporta Na-ul in afara celulei si K in
celula realizand in repausul celular o concentr. F. mare a Na-ului
in exteriorul celulei
Transportul activ secundar
Fenomenele de transport activ secundar realizeaz i menin
diferene de potenial electro-chimic. Cel secundar reprezint baza
transportului activ al unor ioni, glucoz, aminoacizi, fiind posibil
ntruct odat cu ionul transportat, la transportor se cupleaz i un
alt solvit. Acest ansamblu creat poart numele de port Dac
transportul solvitului se face n acelai sens cu ionul =
contransport sau simport Dac solvitul este transportat n sens
invers ionului = antiport sau contratransport Ex:- glucoza i
aminoacizii sunt transportai n celul secundar transportului activ
de Na( simport) Energia este furnizat de gradientul de concentraie,
respectiv gradientul electrochimic al Na ntre interiorul i
exteriorul celulei, gradient realizat prin procesul de transport
activ primar al acestui ion. n acest sens, inhibarea producerii de
ATP ntr-o celul determin ntr-o prim faz blocarea transportului
activ al Na-lui cu scderea gradientului transmembranar al Na-lui,
urmate de oprirea transportului activ secundar care depinde
exclusiv de acest gradient de Na drept surs de energie. Trecerea
ionului de Na din compartimentul cu concentraie crescut n cel cu
concentraie sczut furnizeaz energie pentru realizarea transportului
activ al altui solvit mpotriva gradientului su (= definiie
alternativ a transportului activ secundar) Legarea solvitului de
transportat de proteina transportoare este o etap obligatorie,
transportorul proteic prezentnd o serie de proprieti cum ar fi:
specificitatea chimic(leag doar anumite subst pe care le cunoate)
saturaia situsurilor de legare pentru substana de transportat(s
plafoneze viteza maxim de transport) Proteina din cadrul sistemului
de transport activ secundar mai are i un situs de legare al unui
ion alturi de situsul pe care l cunoatem deja i care leag substana
de transportat. Cel mai frecvent proteina transportoare leag ionul
de Na sau Cl sau K n cadrul acestui proces de transport secundar.
Recapituland in procesele de transport activ secundar, ionul de Na
se deplaseaz din mediul extracelular unde concentraia lui este
foarte ridicat n interiorul celulei n sensul gradientului de
concentraie, n timp ce substana de transportat se deplaseaz
mpotriva gradientului de concentraie, adic de la o concentraie
sczut ctre o concentraie ridicat.
Transportul glucozei la nivelul enterocitului
Transportul glucozei din lumenul intestinal n snge parcurge dou
etape:
- din lumenul intestinal n enterocit, glucoza este transportat n
cuplu cu ionul de Na, realizndu-se concentrarea acesteia n celul -
din enterocit, glucoza este transportat n lichidul interstiial al
vilozitii de o alt protein transportoare dependent de concentraia
extracelular a ionului de Na prezent la nivelul regiunii
latero-bazale a membranei celulare.
TRANSPORTUL MACROMOLECULELOR ( de ex: proteinele sintetizate in
reticulul endoplasmatic se realizeaza prin):
1. Endocitoza = transportul unor substane din mediul
extracelular n interiorul celulei cu ajutorul unor vezicule formate
din membrana celular . n funcie de natura substanei transportate,
endocitoza poate fi: Fagocitoza cu importan deosebit n aprarea
nespecific, dar i n ndeprtarea celulelor mbtrnite. Const n
introducerea pe calea veziculelor a unor particule din mediul
extracelular n celul. Pinocitoza = introducerea pe calea
veziculelor n interiorul celulei a unui coninut lichidian din
mediul extracelular. Aceast pinocitoz se poate realiza independent
de receptori sau mediat de acetia.
2.Exocitoza= fuziunea unor vezicule din citoplasm cu membrana
celular, urmat de expulzarea coninutului veziculei nafara celulei
Exemplu: la celulele secretoare i la nivelul terminaiei
sinaptice
3. Transcitoza= procesul de transport al unor subst. pe calea
veziculelor care, formate la nivelul polului apical sau bazal al
celulei, traverseaza ca atare citoplasma si deverseaza continutul
la polul opus al celulei.Acest proces este mai activ la nivelul
celulelor endoteliale din structura capilarelor sanguine
Proprietatile fundamentale ale materiei vii
Organismele vii prezinta 3 proprietati fundamentale:
Excitabilitatea Metabolismul Reproducerea
Excitabilitatea- este proprietatea materiei vii de a reactiona
prin manifestari specifice( contractie, secretie, elaborarea
influxului nervos)la actiunea unor stimuli din mediul ambiant. -
starea de repaus celular este caracterizata prin stabilirea unui
echilibru de incarcare elecrica a celor 2 fete membranare.
Excitabilitatea
- apariia reaciei de rspuns din partea unui esut viu la
stimulare se produce doar dac excitantul are o anumit intensitate
(intensitatea prag/liminar) - stimularea subliminar produce
modificri membranare locale care poate genera stare de excitaie n
cazul n care stimulul se repet la intervale scurte de timp -
creterea intensitii stimulului este urmat n anumite structuri de o
amplificare proporional a reaciei de rspuns pn la o manifestare
maxim/reacie maximal. Dup acest moment al reaciei maximale, orict
ar crete intensitatea stimulului, reacia de rspuns nu se
modific.
Rspunsul celular apare dup un interval de timp din momentul
aplicrii excitantului, interval care poart numele de perioad de
laten i este necesar producerii modificrilor fizico-chimice
intracitoplasmatice capabile s traduc stimulul n reacie de rspuns
Stimulul trebuie s acioneze cu o anumit bruschee i s persiste o
durat minim de timp pentru a produce stimularea celulei
BAZELE ELECTROCHIMICE ALE EXCITABILITII NEURONALE
Particularitile structurale i metabolice ale neuronului i
prelungirilor sale sunt subordonate funciei de a transmite mesaje
asigurnd integrarea organismului la condiiile mediului. De aceea,
principalele caracteristici neuronale sunt: excitabilitatea
conductibiltatea
prin aceste funcii, neuronul asigur o modalitate de rspuns a
membranei celulare neuronale la modificrile mediului.
Originea potentialului de repaus
Potenialul de repaus membranar este generat de diferenele de
concentraie ionic dintre mediul intra i extracelular atunci cnd
fluxul net al ionilor ce traverseaz membrana n ambele sensuri este
egal cu 0 realizandu-se starea de echilibru. Repartiia ionilor ntre
2 compartimente separate de o membran selectiv permeabil este
dictat de: forele de difuziune forele electrostatice. Cnd forele de
difuziune tind s egaleze forele electrostatice opuse ca sens se
ajunge la aceast stare de echilibru, denumit echilibru Donnan.
Potenialul de repaus transmembranar este generat de inegalitatea de
concentraie ionic dintre mediul intracelular i extracelular, fiind
un fenomen electrochimic de membran. Aceast inegalitate de
concentraie se menine prin: factori pasivi ( permeabilitatea
selectiva, echilibru Donnan) factori activi ( transportul activ de
Na/K) Parametrii excitabilitii: 1.Pragul de excitaie: aplicarea
unui stimul slab nu determina aparitia potentialului de actiune ci
doar a unui raspuns local ce se manifesta ca o depolarizare
limitata la o portiune a membranei.Pe masura ce intensitatea
stimului creste, depolarizarea se accentueaza.Doar la valori de
10-15mV apare potentialul de actiune ce se propaga neschimbat de-a
lungul membranei nervoase. Legea tot sau nimic: orice crestere
ulterioara a stimulului nu determina cresteri ale raspunsului.
2. Relatia intensitate-durata(reobaza,cronaxie)valoarea pragului
de excitatie variaza in functie de tipul si starea structurii
nervoase. Cu ct intensitatea stimulului este mai mare, cu att
timpul necesar pentru atingerea pragului de excitatie este mai
scurt. Reobaza = cea mai mic intensitate de curent ce produce
excitaie ntr-un timp nedefinit Timpul util principal = cel mai
scurt interval n care un curent de intensitatea reobazei atinge
pragul de excitaie Cronaxia = timpul util minim n care un curent de
intensitate egal cu dublul reobazei determin excitaie
Conductibilitate. Conducerea in fibrele nervoase amielinice
Proprietatea structurii nervoase de a conduce la distan
potenialul de aciune generat de un stimul supraliminar poart numele
de conductibilitate. n momentul producerii potenialului de aciune,
pe o anumit lungime a membranei,are loc o inversare a potenialului
de membran. Pe faa intern apare un potenial de +40mV, n timp ce
doar la cteva zecimi de mm, potenialul este la valoarea de repaus
de -80mV. Sub aciunea acestei diferene de potenial, cationii
transportatori de sarcin migreaz spre zona polarizat in repaus i,
acumulndu-se la acest nivel, determin depolarizarea. Acest circuit
este completat prin membran i mediul extracelular unde sarcinile se
deplaseaz dinspre regiunea aflat n repaus spre zona iniial
depolarizat. Atunci cnd depolarizarea realizat prin acest circuit
local atinge pragul se declaneaz mecanismele ionice care genereaz
un nou potenial de aciune n zona nvecinat. n acelai timp, prin
mecanismele repolarizrii, n zona iniial se restabilete potenialul
de repaus. In acest mod potentialul de actiune se propaga
autoregenerativ din aproape in aproape. Vitezele mari de conducere
sunt realizate mai ales la nivelul fibrelor mielinizate. Diferena
este c potenialele de aciune se propag saltatoriu de la o
trangulaie Ranvier la urmtoarele.
TRANSMITEREA SINAPTICSinapsa= zona de contact si transmitere de
informatii de la un neuron la altulParticulariti morfo-funcionale
ale sinapselorCa forma specializata de comunicare intercelulara
sinapsele sunt constituite din: Structuri presinaptice Structuri
postsinaptice Spatiul jonctional intercelular = fanta sinapticaLa
om predomin conexiunile sinaptice chimice, realiznd transmiterea
mesajelor neuronale presinaptice(butonii sinaptici sau varicozitile
unor terminaii axonale) prin intermediul mediatorilor chimici
excitator i inhibitori la teritoriul postsinaptic
Mediaia chimic sinaptic Transmiterea influxului nervos de la un
neuron la altul sau de la celula nervoas la organul efector se face
cu participarea unor mediatori chimici(subst bioactive care asigur
transferul mesajelor electrice din teritoriul presinaptic n cel
postsinaptic), ca purttori umorali de informaii nervoase specifice
Descoperirea acetilcolinei si adrenalinei eliberate sub influena
stimulrii vagosimpatice st la baza conceptului actual de mediatie
colinergic/parasimpatic i adrenergic/simpatic.
Criteriile pentru ca o substan s fie mediator chimic S fie
prezent n terminaia presinaptic Teritoriul presinaptic s conin
precursorii i enzimele necesare sintezei mediatorului Stimularea
neuronului presinaptic s determine eliberarea mediatorului chimic S
existe receptori postsinaptici cu afinitate pentru substana
mediatoare Aplicarea substanei respective postsinaptic s antreneze
acelai efect ca stimularea direct a acestuia S existe mecanismul
enzimatic de inactivare rapid a neurotransmitorului n teritoriul
sinaptic Antagonitii specifici s blocheze aciunea sinaptic a
substanei mediatoare
1. ACETILCOLINA
Se gaseste fie: - difuz distribuita la nivel
cortico-subcortico-spinal - sub forma de nuclei cu structura si
functii distincte( nucleii bazali)Acestea sunt formatiuni centrale
si periferice prevazute cu capacitatea de a sintetiza si elibera
acetilcolina, care, la randul sau reproduce efectele stimularii
nervoase specifice fibrelor colinergice.Actiuni
fizio-farmacologice: dupa traversarea spatiului sinaptic,
acetilcolina eliberata din butonii terminali se cupleaza cu
receptorii colinergici din membrana postsinaptica, producand
modificari de permebilitate generatoare de manifestari
electro-chimice urmate de raspunsuri specifice ale celulelor
tinta.Receptorii colinergici sunt in functie de activarea de catre
nicotina sau muscarina: nicotinici muscariniciReceptorii nicotinici
Predomina la nivelul jonctiunii neuro-musculare( placile motorii)
Se impart in : - N1ganglionari - N2 musculari
Receptorii muscarinici Predomina la nivelul sinapselor
parasimpatice periferice si in SNC Exista 5 subtipuri de receptorii
muscarinici: M1 n ganglionii vegetativi i n glandele secretorii M2
n miocard i n celulele endoteliului vascular M3 n musculatura neted
visceral M4 M5 Toate cele 5tipuri regsesc n creier. Majoritatea
esuturilor si organelor conin mai multe subtipuri ,stimularea lor
inducind numeroase efecte vegetative: bradicardie, vasodilatatie,
secreie salivar i mucoas, sudoraie, mioz, creterea peristaltismului
gastro-intestinal.
2.AMINE BIOGENE CATECOLAMINE Transmiterea impulsurilor nervoase
simpatico-adrenergice se realizeaz cu ajutorul catecolaminelor(Cc)
(sintetizate si eliberate in sangele circulant de catre celulele
tesutului glandular medulosuprarenal) reprezentate de: Transmiterea
impulsurilor nervoase simpatico-adrenergice se realizeaz cu
ajutorul catecolaminelor(Cc) (sintetizate si eliberate in sangele
circulant de catre celulele tesutului glandular medulosuprarenal)
reprezentate de: adrenalin (A), noradrenalin (NA), dopamin (DA).
Denumirea de catecolamine =datorita nucleului catecolic( nucleu
fenolic dihidroxilat) comun al acestora Sunt substane biologic
active rezultate din metabolizarea succesiv a tirozinei pana la
stadiul final de adrenalina.
Catecolaminele sunt secretate: - NA predominant la nivelul
terminatiilor neuronale simpatice DA origine mixta , nervoasa si
glandulara A de provenienta exclusiv medulosuprarenala
Adrenalina ndeplinete rol de hormon
medulosuprarenalnoradrenalina i dopamina sunt mediatori chimici
simpatico-adrenergici. Din hidroxilarea tirozinei rezult
dihidroxifenilalanina (DOPA), iar prin decarboxilarea acestora
rezult dopamina (DA), care este un precursor al noradrenalinei
(NA).NA principalul neurotransmitor simpatico-adrenergic. sub
influena unei enzime metilante din glanda medulosuprarenal este
transformat n adrenalin La nivel central, efectele NA sunt de tip:
activator, in cazul stimulrii receptorilor postsinaptici
-adrenergici inhibitor dac stimulm receptorii -adrenergici.
ndeplinete rol de hormon medulosuprarenalnoradrenalina i dopamina
sunt mediatori chimici simpatico-adrenergici.
2. AMINE BIOGENE CATECOLAMINE RECEPTORII ADRENERGICI Efectele
biologice ale Na si A eliberate in sangele circulant de catre
glandele medulosuprarenale si neuronii simpatici depind de
afinitatea acestora fata de receptorii membranari adrenergici de la
nivelul tesuturilor si sunt asigurate de prezenta si densitatea
celor 2 tipuri de receptori adrenergici( alfa si beta) cu
urmatoarele subtipuri: 1: A, B,C, 2: A, B, C, : 1,2,3NA actioneaza
predominant asupra receptorilor adrenergiciA asupra ambelor tipuri
de receptoriEfectele catecolaminelor:- debitul cardiac si presiunea
sistolica cresc- produc manifestari psiho-comportamentale de
frica-fuga sau furie-lupta.1A se gasesc la nivelul: vaselor pielii,
mucoaselor intestinului,rinichiului, plamanului si creierului,
uterului, iris,hepatocitelor, celule pancreatice stimularea lor
provoaca:***contractia musculaturii netede vasculare,uterine,
pupilare, pilomotorii ***metabolic produc hiperglicemie2A
stimularea lor provoaca: relaxarea musculaturii netede vasculare si
intestinale
2 se gasesc la nivelul vaselor coronare, cerebrale, al muschilor
striati,bronhiilor, intestinului si miometrului, pancreas, tiroida,
aparatul juxtaglomerular renal - stimularea lor provoaca:
***vasodilatatie ***miorelaxare***stimularea secretiilor de
glucagon, tiroxina, parathormon renina
2. AMINE BIOGENE CATECOLAMINE DOPAMINA Cunoscuta ca
neurotransmitator adrenergic are si statut de neurohormon local.
Este eliberata de neuronii nucleului arcuat al
hipotalamusului.Efectele fizio farmacologice se produc atat la
nivel central cat si periferic prin cuplare cu receptorii
dopaminergici din tesuturile respective La nivel periferic
cantitati dozabile se gasesc in ganglionii vegetativi simpatici,
plaman, intestin , vase,retina La nivel central reprezinta 50% din
cantitatea totala de Cc cerebrale cu sediu in: - nucleii bazali si
mezencefal - celulele eminentei mediane a hipotalamusului( inhiba
secretia hormonala hipofizara)
Un loc important in producerea efectelor biologice ale
hormonilor catecolaminici revine si receptorilor dopaminergici care
sunt de 2 feluri : -excitatori( DA1) fiind situati postsinaptic in
cord si coronare, rinichi, vasele cerebrale si caile genito-urinare
activarea lor produce natriureza, vasodilatatie si cresterea
contractilitatii miocardice Inhibitori ( DA 2) localizati
presinaptic pe terminatiile periferice si centrale ale neuronilor
adrenergici.
Functii: principala in inhibarea eliberarii de prolactina din
lobul ant hipofizar reglarea starii de graviditate, a
comportamentului maternal reglarea sensibilitatii
senzitivo-senzoriale in controlul motilitatii( prin existenta ei la
nivelul ganglionilor bazali).Scaderea acesteia de la nivelul caii
nigro-striate determina aparitia bolii Parkinson cu afectarea
capacitatii de control a tonusului muscular si a miscarilor
voluntare prin intermediul dopaminei de la nivelul lobilor frontali
controleaza fluxul de informatii ce ajunge la scoarta din alte zone
cortico-subcorticale.Alterarea dopaminei de la acest nivel cauzeaza
declinul functiilor neuro -cognitive si indeosebi a memoriei,
atentiei si capacitatii de rezolvare a problemelor. AMINE BIOGENE
SEROTONINA sau 5-hidroxitriptamina (5-HT)
este o amin biogen care rezult din hidroxilarea urmat de
decarboxilare a triptofanului i are proprieti att de mediator
chimic, ct i de hormon local. >90% din cantitatea de serotonin
se gasete la nivelul tubului digestiv(celulele enterocromafine ale
tubului digestiv )si glanda pineal >8% trombocite >2% SNC La
nivelul trombocitelor este principala cale de captare i transport a
fraciei circulante a serotoninei. Mecanismul de producere a
proprietilor sinaptice ale serotoninei are la baz participarea a
trei tipuri de receptori: 5-HT1, 5-HT2, 5-HT3.
Efectele serotoninei: Creste motilitatea gastro-intestinala
Bronhoconstrictie Vasodilatator in segmentul cefalic, producand
roseata fetei Actiune activatoare asupra contractilitatii si
secretiilor cailor biliare, pancreatice si respiratorii Cortexul
cerebral prezint o mare densitate de receptori 5-HT2 a cror
activitate contribuie la producerea reaciilor de trezire sau de
somn Scaderea concentratiei la nivel central determina aparitia
comportamentelor agresive,autodistructive si suicidale
AMINE BIOGENE HISTAMINA
hormon tisular care are i proprieti de mediator chimic la
nivelul terminaiilor nervoase histaminergice. si-a dobndit acest
rol dup ce i s-a descoperit prezena la nivelul diferitelor
formaiuni nervoase centrale (hipotalamusul posterior) si la nivelul
pielii, mucoasei gastro-intestinale, plamani principalul loc de
sinteza , stocare si eliberare este mastocitul(granulocitul
bazofil) din adventicea vaselor sanguine.
Eliberarea sa din granulele mastocitare este determinata de care
numerosi factori de agresiune tisulara, incepand cu: infectiile
arsurile reactiile de hipersensbilitate mediata extractele proteice
veninurile substante cu greutate moleculara mare( dextran,
antibiotice ) Actiunile postsinaptice fizio-farmacologice ale
histaminei se realizeaz prin intermediul receptorilor H1 i H2 i cu
participarea unui al treilea subtip cu rol de autoreceptor
presinaptic reprezentat de receptorul H3(care diminueaz eliberarea
histaminei de la nivelul fibrelor histaminergice centrale i
periferice participnd la controlul propriei sale eliberri)
Receptorii H1 produc efecte:- bronhoconstrictoare-
neurostimulante centrale- permeabilizante capilare -
vasodilatatoare periferice Receptorii H2 determin: hiperpolarizare
membranar efect gastro-secretorAtt H1 ct i H2: la nivelul vaselor,
cresc permeabilitatea vascular i vasodilataie capilar stimularea
secreiei gastrice.
Histamina particip i la: reglarea/ inducerea veghei i somnului
prin mecanisme neurochimice complexe comportamentul psiho-afectiv.
la eliberarea unor hormoni hipofizari (de exemplu vasopresin,
prolactin) la reglarea ingestiei de alimente termoreglare. la nivel
ganglionar,faciliteaz transmiterea interneuronal simpatic la
nivelul terminaiilor senzitive periferice provoac efecte
hiperalgeziante comportndu-se ca un mediator chimic al durerii.
3 AMINOACIZII NEUROTRANSMITORI
Pe langa functiile metabolice clasice unii aminoacizi
indeplinesc rol de mediatori chimici, excitatori sau inhibitori la
nivel cerebro-spinal. Aminoacizi excitatori: acid glutamic i acid
aspartic Aminoacizi inhibitori: acid gamma-aminobutiric,
glicina
AMINOACIZII EXCITATORI
sunt acizi aminai monoamino-dicarboxilici neeseniali sintetizai
din glucoz sau unii produi intermediari ai ciclului Krebs. Sinteza
lor se realizeaz la nivel neuronal presinaptic devenind activi
numai sub forma anionic de L-glutamat i L-aspartat. Majoritatea
neuronilor glutamatergici se gsesc la nivelul cortexului cerebral i
n hipocampus. Tractursurile gustative, olfactive, auditive i
somestezice conin de asemenea aceti neuroni amino-acidergici
excitatori.
Situatiile care determin creterea glutamatului extraneuronal
nsoit de intensificarea influxului de Na i Ca, depolarizare
prelungit i dereglri metabolice neuronale multiple i generatoare de
fenomene neuro-toxice ireversibile sunt reprezentate de: hipoxia
hipoglicemia ischemia convulsiile prelungite traumele mecanice
AMINOACIZII INHIBITORI
Se gsesc n concentraii mari n sistemul nervos cerebrospinal si
sunt reprezentati de: Acidul gamma-aminobutiric (GABA) rezult din
decarboxilarea acidului glutamic n prezena enzimei
glutamic-decarboxilaza. Aceast decarboxilare are loc la nivel
neuronal, n creier i n mduva spinrii, dar i n unii neuroni ai
sistemului nervos periferic. Receptorii pentru GABA sunt de 2
feluri : GABA A i GABA B GABA A = receptori ionotropi cuplai cu un
canal ionic specific pentru clor, GABA B= receptori metabotropi,
prevzui cu efecte de lung durat. Prin intermediul acestor dou
tipuri de receptori, fibrele nervoase GABA-ergice sunt la originea
unei mari pri din inhibiiile realizate n sistemul nervos
cerebro-spinal cu rsunet funcional asupra motricitii, senzaiilor,
comportamentelor i funciilor cognitive. GLICINA/glicocolul este de
asemenea un aminoacid neesenial sintetizat la nivel neuronal din
glucoz. Se gsete mai ales la nivelul trunchiului cerebral, cerebel,
i la nivelul coarnelor anterioare ale mduvei spinrii .
4. NEUROPEPTIDE
Din categoria peptidelor neuroactive implicate in transmisia
sinaptica fac parte neuropeptidele opioide si neopioide. O parte
dintre acestea indeplinesc functii atat de hormoni circulanti sau
locali intr-un anumit teritoriu si de mediatori chimici sau simpli
modulatori sinaptici in altele. O particularitate a mediatiei
chimice peptidergice este reprezentata de posibilitatea
coexistentei neuropeptidului cu unul din neurotransmitatorii
clasici la nivelul aceleiasi terminatii sinaptice.
4. NEUROPEPTIDE PEPTIDELE OPIOIDE =ENDOMORFINE
Sunt reprezentate de: ENKEFALINE, respectiv :- METENKEFALINA -
LEUENKEFALINA, ENDORFINELE alfa, beta i gamma DINORFINELE A i B
ENKEFALINELE sunt: pentapeptide sintetizate de neuronii din
sistemul nervos cerebro-spinal, de la scoara cerebral pn la
substana gelatinoas din coarnele posterioare ale mduvei spinrii. Se
gsesc la nivelul: neuronilor mono-aminergici unde predomin si
contribuie la modularea n sens inhibitor a sensibilitii nociceptive
ganglionilor simpatici tubului digestiv glandei medulosuprarenale
retinei Ca factori anti-stres enkefalinele sunt active la nivelul
cilor simpatico-adrenergice, cerebrospinale i periferice.
ENDORFINELE predomin n hipotalamusul medio-bazal, lobul anterior al
hipofizei, cu rol inhibitor asupra reaciilor neuro-endocrine
produse de stres. Efectele inhibitorii ale acestor peptide se
produc prin modularea eliberrii presinaptice a neurotransmitorilor
colinergici, adrenergici i serotoninergici nsoit de inhibarea
canalelor de Ca i activarea celor de K. Avnd rol inhibitor att pre
ct i postsinaptic particip la realizarea analgeziei i inhibarea
reaciilor neuro-endocrino-metabolice produse de stres. Ca factori
anti-stres, -endorfinele acioneaz la nivel hipotalamo-hipofizar
4. NEUROPEPTIDE PEPTIDELE NEOPIOIDE
Substana P = format din 11 aminoacizi. Cele mai mari cantiti se
gsesc la nivelul cilor nervoase implicate n transmiterea i percepia
durerii. Stimularea acestora determina eliberarea subst. P, pe
aceasta baza s-a atribuit subst.P rol de neurotarnsmitator al
aferentelor senzitive nociceptive (principalul mediator chimic al
durerii) Eliberarea substanei P este calciu-dependent, fiind
activat de capsaicin (= subst toxic extras din ardeiul iute) i
blocat presinaptic de peptidele opioide i de GABA.
Peptidul vaso-activ intestival (VIP). Se gsete la nivelul
hipotalamusului, hipocampului, al amigdalei i neocortex, n tubul
digestiv, plmni, pancreas i aparat genital. El este eliberat mpreun
cu acetilocolina i ndeplinete rol de cotransmitor al acesteia. Pe
lng proprietile neuro-modulatoare are rol i de mediator chimic
activator al eliberrii de hormoni adenohipofizari (prolactin,
somatotrop). n peretele intestinal, VIP este prezent n concentraii
mari n fibrele nervoase ale plexurilor intraneurale fa de cele din
mucoas sau submucoas. Are rol i de hormon local prevzut cu
proprieti metabolice importante (stimularea insulino-secreiei, a
lipolizei i conversia glicogenului n glucoz).