A.
NIVELURILE DE ORGANIZARE ANATOMICĂ ŞI FIZIOLOGICĂ
Organismul uman este un sistem biologic complex ce cuprinde
următoarele nivele de organizare: atomic, molecular, celular, al
ţesuturilor, al organelor, al sistemelor de organe.
Toate aceste structuri interacţionează şi realizează funcţiile
vitale ale organismului:
de
relaţie: sistemul nervos,
analizatorii, sistemul endocrin, sistemul osos, sistemul muscular;
de
nutriţie: sistemul digestiv, sistemul
respirator, sistemul circulator, sistemul excretor;
de
reproducere: sistemul reproducator
masculin şi feminin;
Celula
- unitatea morfofunctională şi
genetică a organismelor vii. Provine din celula-ou (zigot).
Ţesutul
– reprezintă o grupare de celule
care au aceeaşi structură, formă şi îndeplinesc aceeaşi
funcţie.
Organele
- sunt grupări de celule şi ţesuturi
care s-au diferenţiat în vederea îndeplinirii anumitor funcţii în
organism (ex: inima, plămânii, creier).
Aparatele şi sistemele:
Aparatele
- sunt grupări de organe cu funcţie
principală comună, deşi structura lor morfologica este diferită.
De exemplu:
aparatul
locomotor este alcătuit din
oase, muşchi, articulaţii cu funcţiile principale de susţinere
a corpului şi locomoţie;
aparatul
digestiv cu
funcţia principală de digestie;
aparatul
cardiovascular cu funcţia
principală de transport a sângelui şi limfei.
Sistemele
- sunt unităţi morfologice şi
funcţionale alcătuite din organe care au aceeaşi structură. Sunt
formate din acelaşi ţesut. De exemplu:
sistemul
osos,
sistemul
muscular,
sistemul
nervos.
B.
CELULA
1.
Definiţie: celula este unitatea
structurală, funcţională şi genetică a organismelor vii. Din
argumentele experimentale aduse de Schwan şi Virchow a rezultat
teoria celulară
bazată pe trei principii fundamentale:
toate
organismele vii sunt alcătuite din una sau mai multe celule;
celulele
reprezintă unitatea structurală şi funcţională a lumii vii;
celulele
provin din alte celule vii prin procesul de diviziune;
Ştiinţa
care studiază structura şi ultrastructura celulelor se numeşte
citologie.
2.
Forma celulelor: forma celulelor
variază, fiind adaptată funcţiei pe care o îndeplineşte celula.
Forma iniţială a celulelor este cea sferică, specifică celulei-ou
(zigotului). Celulele musculare netede sunt fusiforme; cele striate
devin cilindrice; neuronul capătă forma stelată de cele mai multe
ori; celulele vaselor conducatoare din plante au formă tubulară cu
platouri ciuruite; unele, cum sunt celulele sanguine, ovulul sau
celulele cartilaginoase işi păstrează forma globuloasă. Globul
rosu -
3.
Dimensiunea celulelor:
majoritatea celulelor sunt microscopice, cu dimensiuni medii de
20-30µ. Aceste dimensiuni microscopice conferă celulelor două
avantaje: un raport crescut între suprafaţa şi volum, care
favorizează schimburi eficiente între celulă şi mediu şi un
volum restrâns pe care nucleul îl poate controla. Există celule cu
dimensiuni mai mari: de ex.: celula musculară striată poate avea
lungime de 1 mm-12 cm, axonul neuronului poate depăşi 1m, ovulul =
100-200 µ (0,1-0,2 mm).
4. Structura celulei:
a. Membrana celulară:
- delimitează la exterior celula, separând exteriorul de mediul său
intern;
- asigură schimburile dintre celulă şi mediul său extern;
- are permeabilitate selectivă;
- este polarizată electric;
- este excitabilă.
-
este organizată după modelul mozaicului fluid, fiind fosfolipide
şi proteine.
Fosfolipidele sunt formate din 2 acizi
graşi legaţi la un capăt de o grupare fosfat. Această
compoziţie conferă polaritate fosfolipidelor, cele 2 capete ale
moleculelor lor au proprietăţi dferite în apă: capatul cu
gruparea fosfat este hidrofil,
iar cel al acizilor graşi este hidrofob.
Deoarece citoplasma este un mediu bogat în apă, iar mediul exterior
al celulei este de asemenea apos, fosfolipidele sunt dispuse în două
straturi, unul cu gruparea fosfat spre exterior şi al doilea cu
gruparea fosfat în interior. Datorită acestei orientări, membrana
are structura unui strat bimolecular lipidic.
Proteinele
asociate cu stratul bimolecular lipidic sunt extrem de variate. Unele
sunt ataşate pe suprafaţa membranei - proteine
periferice - altele străbat ambele
straturi lipidice - proteine integrate.
Proteinele participă la transportul substanţelor prin membrană,
legând o substanţă pe o faţă a membranei şi transportând-o pe
cealaltă faţă a acesteia. Acest tip de transport realizat de o
proteina se desfăşoară contrar diferenţelor de concentraţie
dintre mediul extern şi citoplasmă, necesită consum de energie şi
se numeşte transport activ.
Traversarea
membranei celulare semipermeabile de către moleculele de apă se
numeşte osmoză.
Acest proces se desfăşoară prin difuzie,
fără consum de energie. Sensul de difuzie a apei este determinat de
variaţia concentraţiei mediului de moleculele de apă deplasându-se
din mediul cu concentraţie mare de apă spre mediul cu concentraţie
mai mică de apă. Plasată într-o soluţie
hipertonică (concentratie mai mare ca
a citoplasmei), celula va pierde apă prin difuzie până la
echilibrarea concentraţiilor mediilor intern şi extern. Într-o
soluţie hipotonică
(concentraţie mai mică decât a citoplasmei), apa difuzează în
celula până la echilibrarea concentraţiilor.
Creşterea
volumului celulei se numeşte citoliză.
Membrana
celulară este fluida, are consistenţa uleiului vegetal. Lipidele şi
proteinele membranei sunt în permanenţă mişcare: proteinele se
deplasează de-a lungul lipidelor schimbându-şi locul şi formând
desene sau mozaicuri. Datorită acestei proprietăţi, modelul
structural modern al membranei este numit modelul
mozaicului fluid.
b.
Citoplasma: în
celule, între nucleu şi membrană se află citoplasma. Este
alcătuită
dintr-o
parte nestructurată - hialoplasma. Ea
constituie mediul intern al celulei în
care se desfaşoară principalele procese metabolice celulare. Este
o mixtură de solutie şi sisteme coloidale, în care faza de
dispersie este apa, iar faza dispersată este reprezentată de
micele organice, macromoleculele proteice fibrilare, aflate în
mişcare browniană. Acest amestec conţine predominant apa, care
prin structura sa, cu un pol pozitiv (H+)
şi unul negativ (H0ˉ) se comportă ca un dipol, care determină
atracţia sau respingerea altor molecule, ceea ce îi conferă
proprietatea de cel mai răspândit solvent din lumea vie.şi
o
parte structurată - organite
(structuri permanente) şi incluziuni
(structuri temporare).
Organitele
celulare sunt structuri care
funcţionează ca nişte organe miniaturale, fiind răspunzătoare de
îndeplinirea unor funcţii specifice. Sunt de două categorii:
organite celulare generale,
comune
tuturor celulelor (reticulul endoplasmatic, ribozomii sau corpusculii
lui Palade, aparatul Golgi sau dictiozomii, mitocondriile, lizozomii,
centrozomul) şi organite celulare
specifice, la anumite celule
(miofibrilele, neurofibrilele, corpusculii Nissl, cilli, flagelii).
Organite celulare generale:
*
Reticulul endoplasmatic este un sistem
de canale, canalicule, cisterne şi vezicule aplatizate răspândite
în întreaga celulă, care fac legătura între membrana nucleului
şi membrana celulară, având ca rol principal transportul
substanţelor. Poate fi neted sau rugos (cu ribozomi pe suprafaţa
canaliculelor). Reticulul endoplasmatic rugos este implicat în
sinteza proteinelor, iar reticulul endoplasmatic neted este implicat
în sinteza lipidelor şi detoxifierea celulei. În anumite celule,
reticulul endoplasmatic are funcţii specifice: reglarea nivelului
ionilor de calciu în celula musculară, participa la sinteza
hormonilor steroizi în celule glandulare.
*
Ribozomii se
mai numesc şi granulele lui Palade,
sunt particule sferice foarte mici, lipsite de membrană proprie.
Sunt alcătuiţi din ARN şi proteine, pot exista liberi în
citoplasmă, ataşaţi de membrana reticulului endoplasmatic sau de
membrana externă a nucleului şi au rol în sinteza proteinelor
specifice unui anumit tip de celulă. Această sinteză se face pe
baza informaţiei genetice din AND-ul nuclear, care este copiată
prin transcripţie
de către ARN mesager, acesta migreaza prin porii nucleului în
citoplasma până la nivelul ribozomilor, unde are loc procesul de
ansamblare a aminoacizilor conform programului genetic, proces numit
translaţie.
*
Mitocondriile sunt organite celulare în
formă de vezicule alungite sau de bastonaş cu lungimi cuprinse
între 1,5-10 µm şi diametrul sub un 1µm, al căror numar în
celulă variază direct proporţional cu intensitatea activităţii
acesteia (în celulele hepatice sunt peste 1000 de mitocondrii). O
mitocondrie este formată din înveliş şi matrix. Învelisul este
format din două membrane: cea externă este netedă, iar cea internă
este cutată. Cutele numite criste,
au diverse forme şi maresc suprafaţa de reacţie a mitocondriei.
Matrixul conţine enzime, ADN, ARN, ribozomi. Mitocondriile sunt
sediul respiraţiei celulare, unde compuşii organici sunt oxidaţi,
iar energia rezultată este convertită în legăturile moleculare de
ATP.
*
Complexul Golgi sau
dictiozomi, reprezintă un ansamblu de saci aplatizaţi numiţi
cisterne, aflaţi
în apropierea nucleului, din care se desprind permanent vezicule.
Aparatul Golgi are rolul de a transporta şi a transforma substanţele
chimice pe care le conţine. Este foarte bine dezvoltat în celule
glandulare, fiind responsabil de producerea secreţiilor acestora. Au
rol şi în sinteza de membrane.
*
Lizozomii sunt
corpusculi sferici ( 0,2-1µ ), răspândiţi în întreaga
hialoplasmă. Au formă de vezicule cu membrane simple. Conţin
enzime hidrolitice, cu rol important în digestia intracelulară, în
cadrul celulelor care fagocitează (leucocite, macrofage). Segăsesc
în nr. mare şi în osteoclaste (cel. osoase) şi în unele celule
gliale. Îndeplinesc funcţia de a digera substanţele şi
particulele care pătrund în celulă, precum şi a fragmentelor de
celulă sau ţesut.
*
Centrozomul este
situat în apropierea nucleului, fiind format din doi centrioli
cilindrici orientaţi perpendicular unul pe celălalt şi înconjuraţi
de o zonă de citoplasmă vâscoasă, numită centrosferă.
Are rol în formarea fusului de diviziune şi lipseşte din celulele
care nu au nucleu, care nu se mai divid: hematia adultă, neuronul,
ovulul, spermatozidul.
Organite
celulare specifice:
*
Miofibrilele sunt elemente contractile
din sarcoplasma fibrelor musculare. La miscroscopul electronic,
miofribrilele sunt alcătuite din unităţi mai mici numite
miofilamente de actină în
discurile clare şi miofilamente
de miozina
în discurile întunecate. În timpul contracţiei, miofilamentele de
actină glisează printre cele de miozină şi miofibrila se
scurtează. Deoarece miofibrilele sunt legate între ele şi ancorate
la membrana celulară, scurtarea miofibrilelor este urmată de
scurtarea celulei.
*
Neurofibrilele sunt
formaţiuni diferenţiate ale neuroplasmei celulei nervoase. Se
găseşte şi în prelungirile neuronale (axon şi dendrite). Apar ca
o reţea densă de fibre. Rol: de susţinere şi transport de
substanţe.
* Corpusculii Nissl sunt
organite neuronale, mase compacte de ARN şi proteine care se
colorează puternic cu coloranţi bazici. Numărul lor variază în
funcţie de starea fiziologică a neuronului. La microscopul
electronic apar sub formă de canale şi vezicule pe care se găsesc
ataşaţi numeroşi ribozomi, fiind echivalenţi ai REG pt. celula
nervoasă. Rol: în sinteza proteinelor neuronale.
* Cilii, flagelii
sunt prezenţi numai în celulele mobile.
