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RIPASSO CITOLOGIA

Teoria cellulare (1839)

La cellula è l'unità strutturale e funzionale di ogni organismo vivente; ogni cellula ha origine da un'altra cellula, ed è la più piccola struttura capace di vita autonoma.

Le dimensioni cellulari nel corpo umano variano da 4-150 µm.

Ogni cellula acquista la propria forma e funzione in seguito al processo di differenziamento.

Nella cellula animale distinguiamo 3 compartimenti:

1. Citoplasma
2. Nucleo
3. Membrana plasmatica (o plasmalemma). Il suo spessore è di 8 nm ed è visibile solo a microscopio elettronico, come 2 strati elettrondensi che ne circondano uno meno elettrondenso.

Visione nella membrana plasmatica Rappresentazione grafica a microscopio elettronico. della membrana plasmatica.

APPUNTI A CURA DI MARIONCINI GAIA

È costituita da componenti di diversa natura:

• Lipidi. Troviamo i fosfolipidi a costituire la membrana plasmatica; sono cellule antipatiche dotate di una testa polare

Rivolta verso l'esterno/interno della cellula, e delle code apolari rivolte nel mezzo. Si pensa che il doppio strato elettrondenso visibile a microscopio elettronico corrisponda alle teste polari, mentre quello meno elettrondenso alle code apolari. Depositi di colesterolo formano zattere lipidiche.

Proteine. In base al loro rapporto con la membrana distinguiamo:

• Estrinseche, se poggiate sulla superficie esterna
• Intrinseche/integrali se poggiate sulla superficie interna
• Transmembrana, se attraversano da parte a parte la membrana.

Le proteine del feltro proteico formano una rete sul lato citoplasmatico, mantenendo la forma; nelle cellule dei muscoli striati questa rete è formata da distrofina, e lega la membrana su filamenti contrattili di actina e miosina.

Glucidi. Sono legati covalentemente principalmente alle proteine, si trovano sempre all'esterno della cellula a formare il glicocalice. Hanno funzione di interazione e riconoscimento tra cellule; le

glicoproteine e/o glicolipidi sono anche chiamati antigeni di superficie, e hanno ruolo di comunicazione tra cellule. Il plasmalemma degli eritrociti è stato studiato per la ricerca sulla membrana plasmatica, poiché costituiti da questa è emoglobina. Eritrociti posti in soluzione ipotonica si gonfiano, fino a farli scoppiare; l'emoglobina si deposita sul fondo, mentre le membrane vuote rimangono in superficie, riassemblandosi nella forma originaria di disco biconcavo (chiamate ghost, perché non più colorati). Il modello della membrana è detto a mosaico fluido, i fosfolipidi a temperatura corporea sono, appunto, fluidi. Esistono però dei vincoli per le proteine di superficie, che non possono muoversi liberamente e in modo autonomo, e sono:

• zattere lipidiche, che permettono il movimento delle proteine sulla membrana.
• Proteine del feltro proteico formano una rete sul lato citoplasmatico. Nei globuli rossi troviamo la spettrina, che

molecola specifica (es. canali del sodio, del potassio) ○ Canali a controllo di voltaggio: si aprono in risposta a variazioni di potenziale elettrico attraverso la membrana (es. canali del calcio) ○ Canali a controllo meccanico: si aprono in risposta a stimoli meccanici (es. canali del suono nell'orecchio interno) ● Trasporto attivo: richiede energia e avviene contro gradiente di concentrazione. Può essere primario (direttamente accoppiato all'idrolisi di ATP) o secondario (sfrutta il gradiente di concentrazione di una sostanza precedentemente trasportata). Esempi di trasporto attivo sono la pompa sodio-potassio e la pompa protonica. ● Endocitosi: processo mediante il quale la cellula ingloba particelle o molecole dall'esterno formando una vescicola. Può essere di tre tipi: fagocitosi (inglobamento di particelle solide), pinocitosi (inglobamento di liquidi) ed endocitosi mediata da recettore (inglobamento di molecole specifiche legate a recettori sulla membrana). ● Esocitosi: processo mediante il quale la cellula espelle sostanze all'esterno attraverso la fusione di vescicole con la membrana plasmatica.

La membrana cellulare è costituita da una doppia membrana lipidica che separa il contenuto della cellula dall'ambiente esterno. Questa membrana è dotata di diversi tipi di canali che permettono il passaggio selettivo di molecole e ioni.

I canali ionici sono proteine transmembrana che formano pori attraverso i quali gli ioni possono passare. Questi canali possono essere classificati in base al tipo di controllo che regola la loro apertura e chiusura:

• Canali a controllo di ligando: si aprono in risposta all'interazione di una specifica molecola, chiamata ligando, con il canale stesso. Ad esempio, i neurotrasmettitori sono i ligandi che si legano ai recettori post-sinaptici, provocando una reazione nell'elemento post-sinaptico stesso.
• Canali a controllo di voltaggio (o potenziale): si aprono quando la differenza di potenziale tra i due lati della membrana raggiunge un determinato valore. Ad esempio, nella sinapsi, quando la differenza di potenziale sulla membrana del neurone raggiunge il bottone sinaptico, si apre il canale per il calcio, che permette il rilascio del neurotrasmettitore.
• Canali a controllo meccanico: si aprono in seguito a stimolazione meccanica del canale. Ad esempio, nell'orecchio interno, nell'organo del Corti, ci sono delle stereociglia che vengono mosse fisicamente dalle onde sonore, e questo movimento provoca l'apertura dei canali per il calcio.

I canali ionici permettono il passaggio secondo gradiente di molecole piccole come il glicogeno e gli ioni.

Acqua attraverso acquaporine

1. Carrier/trasportatori/permeasi: legano una molecola da trasportare in maniera reversibile, subiscono una modificazione conformazionale reversibile aprendosi sull'altro lato della membrana per rilasciare la molecola che avevano legato. Possono svolgere:
   • Trasporto secondo gradiente (da dove concentrazione è > a dove è <), non necessita di energia;
   • Trasporto contro gradiente, necessitano di energia sotto forma di ATP.
2. Vengono chiamate pompe di membrana, la più nota è la pompa sodio-potassio: per ogni molecola di ATP idrolizzata, vengono espulse 3 ioni sodio, e immesse 2 ioni potassio; provoca una distribuzione asimmetrica degli ioni tra i due lati, garantendo il mantenimento del potenziale di membrana*. Il potassio tende ad uscire, seguendo il suo gradiente, attraverso canali di fuga del potassio, per cui essendo ioni positivi, ne deriva che l'interno della cellula è negativo, rispetto a quello esterno.

*in

Condizioni di equilibrio è pari a 70 mV

Un'altra pompa di membrana la pompa ABC (ATP Binding Cassette), e ultimamente è molto studiata perché spesso sono alla base della resistenza a farmaci, in particolare quelli antitumorali: alcune cellule tumorali hanno nella membrana elevate quantità di una particolare pompa ABC espelle dalla cellula il farmaco antitumorale, rendendola resistente al trattamento. Sono implicate anche in un'altra patologia: la tossina del colera stimola eccessivamente una di queste pompe ABC, che normalmente trasporta ioni coloro all'interno del lume intestinale, in seguito a iperstimolazione determina un eccesso di cloro, che richiama sodio, e quindi acqua nel lume, che porta a diarrea e disidratazione del malato.

Nella fibrosi cistica osserviamo una ipostimolazione della pompa ABC, che normalmente trasporta ioni cloro nel lume delle vie aeree, a cui segue sodio e quindi acqua, fluidificando il muco. Nel momento in cui

c'è una sotto stimolazione della pompa, non entrano ioni cloro, emancando tutti i meccanismi successivi, il muco risulta molto più denso; esso non viene più normalmente espulso, per cui diventa sede di infezioni.

La membrana è una struttura dinamica, sottoposta a continuo riciclaggio tramite:

• Endocitosi: molecola estranea tocca la membrana, che si invagina a formare una vescicola, per cui questo tratto di plasmalemma verrà perso, e riutilizzato per costituire la membrana degli organelli*. Può essere:
• Mediata da recettore (di solito clatrina): è specifica per determinate molecole, ad es. la transferrina; queste molecole toccano il loro recettore sul versante esterno della membrana, provocando una introflessione di quest'ultima, con la formazione di una vescicola di endocitosi contenente una molecola; la clatrina viene poi rilasciata da questa vescicola, e quest'ultima permane come endosoma all'interno della

Il testo formattato con i tag HTML sarebbe il seguente:

cellula.

• pinocitosi: è endocitosi liquida, non specifica;
• fagocitosi: riguarda sostanze solide grandi, come detriti cellulari, batteri, ed è propria delle cellule fagocitarie come i macrofagi, osteoclasti, cellule della microglia, ecc. di tutte quelle categorie cellulari che appartengono al sistema monocitomacrofagico, ovvero derivano dai monociti che stanno circolando, e si trasformano in macrofagi nel momento in cui penetrano in un tessuto.

Esocitosi: è il fenomeno opposto a quello sopracitato, e porta all'assunzione di trattinuovi di membrana; una molecola intracitoplasmatici toccando la membrana, si fondono con essa, lasciando fuoriuscire nell'ambiente extracellulare il loro contenuto.

*sono quindi intercambiabili: la membrana plasmatica, e quella degli organuli cellulari, è molto simile; cambiano leggermente lo spessore, la quantità di proteine plasmatiche.

Endocitosi ed esocitosi necessitano energia per avvenire

Citoplasma

Costituito da:

Componenti della cellula

La cellula è costituita da due componenti principali:

1. Componente amorfa, chiamata ialoplasma o citosol, che ha la consistenza di un gel piuttosto fluido.
2. Componente strutturata, costituita da organuli immersi nel citosol, presenti in tutti i tipi cellulari perché indispensabili alla vita. La quantità di organuli varia in base alla loro funzione e alle necessità della cellula. Ecco alcuni degli organelli:

Organelli cellulari

• Reticolo endoplasmatico liscio
• Reticolo endoplasmatico ruvido e ribosomi
• Apparato del Golgi
• Mitocondri
• Lisosomi
• Centrioli
• Citoscheletro

Reticolo endoplasmatico liscio

Il reticolo endoplasmatico liscio è molto presente nelle cellule che caratterizzano la zona fascicolata della corticale del surrene. In un comune preparato al microscopio a luce, le cellule ricche di reticolo endoplasmatico liscio appaiono tenuamente acidofile.

Al microscopio elettronico, il REL appare come strutture tubulari variamente sezionate. Prendendo tante foto di fette successive di REL visto al microscopio elettronico,

E ricostruendo a computer si ottiene un'immagine tridimensionale. La struttura è quindi formata da tubuli fatti di membrana, che si anastomizzano tra loro. È per questo che in un comunque preparato, cellule ricche di REL appaiono poco colorate, perché essendo costituito principalmente da membrana, e quindi fosfolipidi, questi non si colorano con ematossilina-eosina.

Tra le funzioni del REL:

1. Sede della sintesi lipidica (es. ormoni steroidi nelle cellule del testicolo, nella corticale del surrene, ecc.).
2. Metabolismo del glicogeno, ad opera della glucosio-6-fosfatasi (enzima) presente solo nelle membrane del REL. Questo enzima scinde il glucosio-6-fosfato in glucosio semplice, rendendolo capace di uscire dalla cellula. Il glucosio che si libera dal glicogeno è legato al fosfato, che non può così uscire dalla cellula. Negli epatociti ci sarà