Celula umană

  CELULA – unitatea de bază structurală, funcţională şi genetică a tuturor organismelor vii. Ea poate exista singură sau poate forma ţesuturi.

Ţesutul este o grupare de celule care au aceeaşi formă de organizare şi îndeplinesc aceeaşi  funcţie.

      FORMA CELULELOR. Iniţial toate celulele au formă globulară caracteristică celulei zigot, ulterior prin diferenţiere şi specializare devin fusiforme, cilindrice, cubice, stelate, în raport cu rolul lor fiziologic.

       DIMENSIUNILE CELULELOR Variază de la un ţesut la altul. Cea mai mică celulă este hematia (5-7 μ), iar cele mai mari sunt celulele musculare striate (12 cm) şi neuronul al cărui axon poate ajunge şi la 1 m.

            STRUCTURA CELULEI: membrană, citoplasmă şi nucleu.

1. Membrana celulară (plasmalema) înconjoară celula, îi conferă formă şi separă structurile interne ale celulei de mediul extracelular.

Este alcătuită din: două straturi fosfolipidice – dispuse cu grupările hidrofile (radicalii fosforici) spre exterior şi  grupările hidrofobe (acizii graşi) în mijloc, proteine (extrinseci, intrinseci, transmembranare), colesterol şi glucide.

Acest model structural a fost denumit modelul mozaicului fluid.

Există mai multe tipuri funcţionale de proteine:

a. canale – permit transportul prin membrană a unor molecule specifice; ar putea fi considerate „pori”, însă nu au poziţii fixe. Unele sunt permanent deschise, iar altele se închid şi se deschid numai la acţiunea unor stimuli.

b. receptori – culeg informaţii din mediu şi transmit semnalele în interiorul celulei

c. enzime – catalizează diferite reacţii chimice (celulaz-sintetaza are rol în sinteza celulozei)

d. markeri – recunosc alte celule asemănătoare, facând posibilă formarea ţesuturilor

e. de susţinere – formează un fel de reţea care susţine membrana.

Proprietăţile membranei plasmatice:

-    are permeabilitate selectivă = limitează sau favorizează tranzitul unor substanţe prin membrană în funcţie de necesităţile celulei
-     este polarizată electric – de o parte şi de alta a membranei se găsesc cationi difuzibili (Na⁺ la ext şi K⁺ la interior) dar şi anioni difuzibili (Cl^-) La exterior predomină sarcina pozitivă, iar la interior sarcina negativă.

-      este excitabilă – are proprietatea de a reacţiona specific la acţiunea unor stimuli şi răspunde prin depolarizarea membranei (inversarea stării de polarizare)

  

SCHIMBURILE  DE  SUBSTANŢĂ ÎNTRE  CELULĂ  ŞI  MEDIUL  ÎNCONJURĂTOR

       Toate transformările care au loc în celulă sunt rezultatul schimburilor de materie şi energie cu mediu înconjurător. Toate substanţele necesare celulei trec prin membrana plasmatică.

      Membrana plasmatică are o permeabilitate selectivă, deoarece „selectează” substanţele care o traversează. Membrana permite să treacă gazele, apa şi anumite substanţe dizolvate sub formă de ioni sau molecule, insă este imermeabilă pentru substanţe cu molecule mari (macromolecule).

          Transportul substanţelor de o parte şi de alta a membranei se face pasiv şi activ:

a) transportul pasiv se desfăşoară prin difuzie, fără consum de energie.

Difuzia este fenomenul prin care moleculele a două substanţe (lichide sau solide) puse în contact se deplasează de la o concentraţie mai mare spre o concentraţie mai mică. Astfel are loc o întrepătrundere a celor două substanţe până la egalizarea concentraţiilor.

Traversarea membranei celulare de către moleculele de apă prin difuzie se numeşte osmoză.

b) transportul activ se desfăşoară contrar diferenţelor de concentraţie dintre cele două medii şi necesită consum de energie. Acest tip de transport se datorează proteinelor membranare care leagă o substanţă pe o faţă a membranei şi o transportă pe cealaltă faţă a acesteia.

c) citoza constă în formarea unor vezicule în care sunt incluse diverse tipuri de substanţe. Aceste vezicule pot fi formate pentru introducerea substanţelor – endocitoză, sau pentru eliminarea substanţelor – exocitoză. Se aplică în cazul unor particule de dimensiuni mari cu consum de energie. 

2. Citoplasma este sediul principalelor procese metablice celulare (în jurul nucleului)

Funcţional citoplasma are două componente:

Hialoplasma = citoplasma nestucturată - un sistem coloidal în care faza de dispersie este apa, iar faza dispersată este ansamblul de micele organice aflate în mişcare browniană.

Organitele celulare = citoplasma structurată.

Organitele comune: mitocondriile, RE, ribozomii, ap. Golgi, lizozomii, centrozomul

MITOCONDRIILE – organite de formă ovală sau rotundă cu membrană dublă. Membrana externă este netedă, iar cea internă se pliază formând criste mitocondriale dispuse perpendicular pe membrană. Pe aceste criste se află enzime oxidoreducătoare cu rol în producerea energiei celulare. În interior se află matricea mitocondrială care conţine sistemele enzimatice responsabile de înmagazinarea energiei celulare în ATP (fosforilare oxidativă)

- au material genetic propriu ADN mitocondrial – conţine informaţia genetică pentru sinteza enzimelor proprii.

RETICULUL ENDOPLASMIC – reţea de canalicule care leagă plasmalema de stratul extern al membranei nucleului. Poate fi neted (REN) sau rugos (REG) când pe suprafaţa canaliculelor se ataşează ribozomi.  Are rol esenţial în transportul intracitoplasmatic al diferitelor substanţe.

RIBOZOMII (granulele lui Palade) sunt formaţi şi ARN şi proteine ribozomale. Se găsesc liberi în citoplasmă sau ataşaţi de RE. Reprezintă sediul sintezei proteice.

APARATUL GOLGI se află în apropierea nucleului. Este format din sacule aplatizate , micro- şi macro-vezicule. Are rol în elaborarea unor produşi de secreţie ai celulei.

LIZOZOMI – corpusculi sferici răspândiţi în întreaga hialoplasmă. Conţin enzime hidrolitice cu rol în digestia celulară (fagocitoză). Sunt numeroşi în leucocite.

CENTROZOMUL (centrul celular) se află în vecinătatea nucleului şi are rol în formarea fusului de diviziune. Este format din doi centrioli cilindrici înconjuraţi de o zonă de citoplasmă vâscoasă numită centrosferă. Lipseşte la neuroni şi la hematii.

INCLUZIUNI CELULARE – substanţe aflate termporar în citoplasmă: picături lipidice, glicogen, granule de melanină (pigment), vitamine, etc.

Organite specifice

-         Miofibrilele – elementele contractile ale fibrelor musculare

-         Neurofibrilele – reţea caracteristică neuronului

-         Corpii Nissl – mase dense de RER caracteristice neuronului.

3. Nucleul – componentul celular fundamental format din membrana nucleară (anvelopa nucleară), carioplasmă şi unul sau mai mulţi nucleoli.

Membrana nucleară este dublă şi prezintă pori. Foiţa externă este tapetată cu ribozomi şi este în legătură cu RE, iar foiţa internă aderă miezului nuclear. În interiorul nucleului se află carioplasma – soluţie coloidală cu aspect omogen la nivelul căreia există o reţea de filamente foarte subţiri reprezentate de granulaţii fine de cromatină. Din cromatină se vor individualiza cromozomii la începutul diviziunii celulare.

Rol: Nucleul coordonează procesele biologice celulare fundamentale.