Sintesi fisiologia generale

MEMBRANA A) IL DOPPIO STRATO LIPIDICOPLASMATICA

La membrana cellulare è costituita da un doppio strato di fosolipidi, caratterizzati da una "testa idrofila" o gruppo fosfato solubile in acqua (idrofilo) rivolta verso l'esterno (liquido intra cellulare del citoplasma) e da una "coda idrofoba" o due catene di acidi grassi insolubili in acqua (idrofobi) verso l'interno delle 2 membrane adiacenti.

Da entrambe i lati della membrana è presente un ambiente acquoso che attrae le teste (polari) delle molecole fosfolipidiche e ne respinge le code. La struttura è molto fluida, i due strati di code fosfolipidiche si compenetrano parzialmente all'interno della membrana e possono scorrere facilmente l'uno rispetto all'altro.

Dato che i due strati di code fosfolipidiche sono idrofobe, le uniche sostanze che possono attraversare la membrana sono altre sostanze idrofobe (come i lipidi, gli ormoni stereoidei e gli acidi grassi).

oppure molecole molto piccole, come le molecole d'acqua. Invece le sostanze idrofile (ioni e molecole polari) non si sciolgono nel doppio strato fosfolipidico della membrana e non sono quindi in grado di entrare nella cellula o di uscirne senza l'intervento di qualche meccanismo che le aiuti ad attraversare il doppio strato. B) COLESTEROLO Tra le molecole di fosfolipidi della membrana cellulare sono annidate molecole di colesterolo che svolge due importanti funzioni:

1. le sue molecole fungono da "tappabuchi" impedendo ad alcune piccole molecole di scivolare attraverso il doppio strato fosfolipidico;
2. concorrono a conferire alla membrana plasmatica il grado di fluidità ottimale.

C) LE PROTEINE Sono inserite tra i lipidi o appoggiate sulle sue superfici e si distinguono in due grandi categorie:

1. integrali: legate, mediante alcune parti della loro struttura, al doppio strato idrofobo della membrana e possono attraversarlo da parte a parte;
2. periferiche: poggiano sulla superficie esterna o interna della membrana.

sull'una o sull'altra superficie della membrana e non hanno alcun legame con l'interno idrofobo del doppio strato. 15/02/13 Pag. 16 i 27 Funzioni svolte dalle proteine di membrana: - Supporto strutturale: le proteine periferiche situate sul lato interno (o citoplasmatico) della membrana sono spesso agganciate ad elementi del citoscheletro; in tal modo, concorrono a stabilizzare varie parti della cellula e a dare alle cellule la loro forma caratteristica. - Riconoscimento degli estranei: siti di legame presenti su determinate proteine fanno sì che la cellula possa essere identificata da altre, come per esempio quelle del sistema immunitario. - Comunicazione nell'organismo: le cellule comunicano inviando un segnale ad una cellula adiacente; tramite messaggeri chimici (ormoni) avvengono comunicazioni anche su distanze maggiori. In genere i segnali vengono istradati nelle cellule attraverso recettori (proteine integrali che sporgono all'esterno della membrana).

membrana plasmatica), ciascun recettore reca un sito di legame specifico per le molecole trasportatrici di segnali, come per esempio gli ormoni, conformati in modo da legarsi solo con un determinato tipo di molecola messaggero o, al massimo, con due o più molecole messaggero molto simili. Varie proteine integrali funzionano come canali per il passaggio di determinate sostanze attraverso la membrana.

MESSAGGERO PRIMO I primi messaggeri rappresentano la via di segnalazione attraverso la molecola segnale extra cellulare che si lega al recettore di membrana. Il legame tra ormone (es. neurormone) ed il ligando consente al recettore di portare il segnale all'interno della cellula. Il legame ligando/recettore causa una variazione conformazionale che innesca una reazione a catena che attiva il secondo messaggero con il proprio recettore. Es., l'AMP ciclico prodotto in risposta alla adrenalina (1° messaggero), rappresentato da una famiglia di molecole (+ organica, - inorganica),

rilasciata o attivata a seguito del legame del ligando (2° messaggero).

MESSAGGERO SECONDO MESSAGGERO: famiglia eterogenea di molecole (+ organica, -SECONDO inorganica) prodotte da una cellula per azione di un ormone (I° messaggero), che permettono all'interno della cellula il trasferimento, o la trasmissione o la regolazione di meccanismi biochimici che hanno la funzione di regolare l'attività biologica della cellula. Il 2° messaggero, viene rilasciato o attivato a seguito del legame del ligando con il proprio recettore (x variazione conformazionale). I neuroni producono una serie di "primi messaggeri" neuroendocrini: i Neurormoni, e questi producono i loro effetti grazie all'azione di un "secondo messaggero" intracellulare cAMP (acetilcolina) in grado di fosforilare con l'intervento di ATP altre proteine enzimatiche. La fosforilazione di questi ultimi enzimi causa, a seconda dei casi, attivazione o inibizione dei meccanismi biochimici che regolano l'attività cellulare.

disattivazione.2+L'aumento di ioni Ca all'interno della cellula è dovuto sia all'entrata nella cellula dai liquidi extracellulari per apertura dei canali ionici, sia al rilascio dal reticolo endoplasmatico. Elevate concentrazioni intracellulari di Ca inducono sia l'attivazione degli enzimi idrolitici Ca-dipendenti come proteasi e topoisomerasi, sia l'alterazione del citoscheletro cellulare. L'Adenilato ciclasi, catalizza la formazione del cAMP). Canali voltaggio dipendenti.

METABOLISMO E' complesso di trasformazioni biochimiche che convertono sostanze nutritizie in energia. La più comune molecola ricca di energia è l'ATP. Metabolismo può essere: Aerobico: possono essere ossidati glucidi, lipidi e proteine, Anaerobico: seguendo la glicolisi si converte acido piruvico ad acido lattico (accumulato temporaneamente)NADH Il nicotinammide adenina dinucleotide è una biomolecola il cui ruolo biologico consiste nel trasferire

Gli elettroni, quindi nel permettere le ossido-riduzioni.

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NEUROMEDIATORI

Ormoni e neurotrasmettitori sono molecole segnale. Gli ormoni sono prodotti dalle ghiandole endocrine, possono agire a distanza rispetto al luogo di produzione, i neurotrasmettitori, liberati da una cellula nervosa presinaptica, sono in grado di agire in maniera specifica su una cellula postsinaptica. In alcune sinapsi i neurotrasmettitori attivano anche recettori presenti sulla terminazione presinaptica dalla quale sono rilasciati (autorecettori), possono eccitare (causare un EPSP) o inibire (causare un IPSP) il neurone postsinaptico. Acetilcolina, Adrenalina, Glutammato (cerebrale)

OSMOSI

Diffusione delle molecole d'acqua attraverso una membrana semipermeabile. Movimento spontaneo delle molecole d'acqua attraverso una membrana semipermeabile da una regione in cui la concentrazione del soluto è minore ad una regione in cui la concentrazione del soluto è maggiore.

Per diffusionesemplice le molecole di zucchero tenderebbero a muoversi dalla soluzione incui sono più concentrate verso quella in cui sono meno concentrate. Tuttavia, lamembrana non permette questo flusso perché non consente il passaggio dellemolecole di zucchero; poiché la soluzione più diluita contiene più molecoled’acqua della soluzione concentrata, questa differenza di concentrazioneprovoca invece la diffusione delle molecole d’acqua dalla soluzione più diluitaverso quella più concentrata. Man mano che l’acqua si trasferisce nellasoluzione concentrata, nel lato della membrana dove c’è la soluzioneconcentrata aumenta la pressione esercitata dall’acqua che si oppone alpassaggio di altra acqua. Questa pressione è detta pressione osmotica.OUABAINA Molecola in grado di bloccare a la pompa sodio/potassio con conseguenteaumento della concentrazione di sodio intracellulare, diminuisce cosìl'attività dello scambiatore sodio/calcio con accumulo di calcio intracellulare che è responsabile dello sviluppo della contrazione. PASSAGGIO DI RIGUARDA L'ENTRATA DI SOSTANZE NUTRITIVE E L'USCITA DI SOSTANZE DI RIFIUTO. SOSTANZE A seconda del meccanismo con cui una sostanza entra od esce dalla cellula ATTRAVERSO LA MEMBRANA PLASMATICA, si parla di: - TRASPORTO PASSIVO: diffusione semplice, diffusione facilitata e osmosi (che è un particolare tipo di diffusione), senza energia. - TRASPORTO ATTIVO: richiede energia ATP. PINOCITOSI È un meccanismo di endocitosi con il quale vengono inglobate piccole goccioline di sostanze allo stato liquido (in genere acqua con qualche soluto in soluzione). Diversamente dalla fagocitosi, non si forma una sola vescicola, ma tante piccole vescicole, visibili solo al microscopio elettronico. POMPA Na+/K+-ATPasi La pompa sodio-potassio è un enzima che si trova nella

La membrana cellulare è una pompa ionica a trasporto attivo primario di sostanze attraverso la membrana plasmatica. Serve principalmente a livello fisiologico per controllare il volume cellulare, conferire alle cellule nervose e muscolari la proprietà di eccitabilità, ed è correlata al trasporto attivo di glucidi e amminoacidi. Si comporta da "antiporto", infatti, permette di trasportare contro gradiente di concentrazione, 3 ioni di Na verso l'ambiente extracellulare e 2 ioni di K verso l'ambiente intracellulare sfruttando l'energia derivante dall'idrolisi dell'ATP.

POTENZIALE D'AZIONE: Si ha un cospicuo aumento della permeabilità al Na che diventa circa 500 volte maggiore, permettendo la migrazione di Na all'interno della cellula, favorita sia dal gradiente chimico che da quello elettrico (l'interno della cellula è elettronegativo). Lo stimolo, da riposo porta alla soglia di depolarizzazione.

con conseguente aumento del GNa (apertura canali voltaggio dipendenti), l'Na+ entra dapprima lentamente poi rapidamente, si ha una inversione polarità, inattivazione dei canali Na+, ulteriore aumento GK ed uscita di K+, ripolarizzazione, i canali K+ si chiudono il potenziale di membrana tornano al valore di riposo). Si aprono i canali del Na e del K15/02/13 Pag. 18 i 27+POTENZIALE DI Il il potenziale di equilibrio per il K è circa -95 mV, (che anche se assai vicino+ +EQUILIBRIO DEL K al potenziale di riposo -70 mV), indica che in condizioni di riposo i cationi K non sono in equilibrio e più potassio esce dalla cellula, rispetto a quello che viene. Nel Potenziale di equilibrio le specie ioniche diffusibili sono all'equilibrio elettrochimico (equazione di Nernst) ed il potenziale di membrana coincide con il potenziale di equilibrio di ciascuna specie ionica diffusibile (Vm=Ei). Il potenziale di