Citologia Flashcards
Labirinto basale
Il labirinto basale è una struttura tipica dei dotti striati. I dotti striati sono particolari tipi di dotti ghiandolari caratterizzati da una sottile striatura basale non ben visibile a microscopio ottico dovuta a numerose introflessioni della membrana plasmatica associata alla presenza di numerosi mitocondri. Proprio per la presenza del labirinto il nucleo verrà quindi sospinto verso l’apice cellulare, quindi verso il lume de dotto e questa è la principale caratteristica distintiva di questi dotti rispetto a quelli non striati. Questa particolare struttura da informazioni sulla funzione del labirinto cioè una funzione attiva di assorbimento e secrezione. I mitocondri, infatti, servono per garantire una maggiore quantità di ATP per i processi di esocitosi ed endocitosi e le numerose introflessioni di membrana aumentano la superficie disponibile per gli scambi. i dotti striati infatti hanno la funzione di modificare le caratteristiche del secreto originato dagli adenomeri aggiungendo o sottraendo sostanze.
funzione membrana plasmatica
delimita la cellula separandola dall’ambiente esterno e le dà una forma, regola gli scambi bidirezionali con l’ambiente esterno permettendo una costante comunicazione, consente il passaggio controllato di sostanze (funge da filtro).
struttura membrana plasmatica
Le membrane hanno la stessa struttura generale: trilamellare costituita da tre componenti. I coloranti si deposita solo nelle parti polari allora si parla di struttura trilamellare anche se due sono identiche, asimmetriche, strutture dinamiche e in movimento, impermeabili a molte sostanze. La membrana è a mosaico fluido, ovvero che continua a modificarsi grazie ai lipidi.
componente glucidica delle membrane plasmatiche
La componente glucidica caratterizza il versante extracellulare. Consiste in glucidi legati a lipidi o proteine che sporgono fuori dalla cellula. Questi residui glicanici (glucosio, mannosio, acido sialico, N-acetilglucosamina…) conferiscono la tipica asimmetria delle membrane. Chi ha molti glucidi si dice che intorno ha intorno un importante presenza di glicocalice (formato da glicoproteine e glicolipidi). Il glicocalice si mette in contatto con le molecole dell’ambiente extracellulare (funzione selettiva e regolatrice) e ha un importante ruolo protettivo da sollecitazione meccaniche e fisiche: può intercettare microorganismi che si sono infiltrate o le tossine rilasciate da questi microorganismi, riconoscono batteri e virus e sanno “comunicare” se è necessario inglobare la cellula riconosciuta. Un’altra funzione è l’adesione cellulare: molte molecole extracellulari associate al glicocalice infatti sono in grado di formare legami con le integrine permettendo l’adesione.
componente lipidica delle membrane plasmatiche
è quella principale ed è sempre costituita da fosfolipidi e colesterolo. Quando la membrana è costruita da acidi grassi insaturi e più fluida se no è più solida. I più abbondanti sono i fosfolipidi. Tutti i fosfolipidi hanno due catene di acidi grassi, ma la cardiolipina ne ha 4 (membrana mitocondriale interna) essa rende la membrana impermeabile. I fosfolipidi sono molecole anfipatiche poichè hanno componenti sia polari che apolari. Essi formano il doppio strato lipidico e siccome questa organizzazione strutturale è uguale per tutte le cellule è definita membrana unitaria. Il doppio strato lipidico è asimmetrico: ad esempio normalmente la sfingolipina (prodotto dal golgi e non dal reg a partire dalla ceramide) è più presente nel versante esoplasmatico. Il fosfolipide più rappresentato è la fosfatidilcolina. altri fosfolipidi si dispongono preferibilmente verso l’interno o verso l’esterno, ad esempio la fosfatidilserina nel foglietto citoplasmatico che si sposta in quello esoplasmatico quando si vuole dare segnale per l’apoptosi che è un fenomeno che porta alla morte programmata della cellula. Quindi “chiama” cellule quali i macrofagi che la degradano. I lipidi hanno anche un ruolo nel trasporto di membrana e nelle interazioni. Il colesterolo è di fondamentale importanza e ha una struttura rigida e planare. Esso dispone la testa o verso la parte citoplasmatica o verso quella extracellulare, mentre il resto è incastonato nella parte idrofobica della membrana.
movimento dei lipidi nella membrana plasmatica
rotazionale veloce, di diffusione trasversale (molto lento, spostamento da un layer all’altro), di diffusione laterale (molto veloce, lungo il piano della membrana), piegamento delle code idrofobiche degli acidi grassi (veloce).
componente proteica delle membrane plasmatiche
Una proteina può essere completamente inserita all’interno del doppio film lipidico ed avere una porzione che sporge verso l’ambiente extracellulare ed una che sporge verso l’ambiente intracellulare (transmembrana). Spesso le proteine hanno un più domini proteici inseriti all’interno del doppio strato lipidico, sempre con una porzione che sporge verso l’interno ed una porzione che sporge verso l’esterno. Questa è una proteina che ha un suo assetto primario/secondario/terziario e insinua la sua componente idrofobica all’interno della struttura del doppio film lipidico. Un altro tipo di proteina rappresenta una proteina a β foglietto ripiegato, completamente incastonata all’interno della membrana, ma sempre con una porzione rivolta verso l’esterno e una porzione rivolta verso il citosol. Esistono, dopodiché, proteine legate a lipidi: abbiamo fosfolipidi di membrana che ancorano delle proteine che sporgono totalmente verso l’interno o verso l’esterno.
proteine intrinseche: che sono incorporate all’interno della membrana
proteine estrinseche: trattenute sulla superficie interna o esterna mediante legami
elettrostatici deboli (queste proteine si possono anche staccare)
funzione delle proteine di membrana
Le proteine possono avere una funzione di vettori: vanno cioè a costituire nello spazio delle strutture che al centro possiedono un canale che consente il passaggio di molecole dallo spazio extracellulare a quello intracellulare e/o viceversa (in alcuni casi il passaggio può essere anche di due molecole contemporaneamente). I canali delle proteine che fungono da vettori si aprono a discrezione della cellula e soltanto quando questi canali si aprono può passare del materiale.
Proteine di connessione: la funzione è di tipo meccanico. esse sono interiorizzate nella membrana ed hanno regioni che sporgono sia all’interno che all’esterno della membrana, queste molecole che fungono da connettori sanno legare molecole che stanno solo all’interno o solo all’esterno. La cellula trae vantaggio a disporre di questi connettori, è in grado di prendere la sua struttura interna (costituita da citoscheletro) e di agganciarlo a qualcosa che sta fuori dalla cellula. La cellula con il suo citoplasma, in un contesto tissutale, attraverso queste proteine riesce a rimanere saldamente agganciata a elementi dell’ambiente esterno.
Proteine della membrana plasmatica possono comportarsi anche da recettori di membrana. La cellula immersa in un ambiente extracellulare è in grado di raccogliere molti segnali dal mondo esterno, dalle sostanze che le stanno attorno e a svolgere questo compito sono più che altro queste strutture recettoriali (spesso vere e proprie proteine) che hanno una forma definita nello spazio. Di solito i recettori sono costituiti da una componente che si interiorizza nella membrana plasmatica, una porzione che sporge verso l’esterno (la parte recettoriale vera e propria) che capta dall’esterno un segnale intercettando delle molecole. La forma della proteina è costituita nello spazio in modo da consentire l’aggancio perfetto della molecola segnale sulla proteina stessa, se non c’è questo incastro perfetto tra le strutture queste non si legheranno, se invece queste combaciano si può dire che l’elemento esterno darà alla proteina recettoriale un messaggio, messaggio che la proteina convertirà in un segnale che manderà poi all’interno della cellula. La molecola recettoriale rimarrà sempre all’esterno della cellula ma con questo meccanismo consentirà alla cellula di modificare il suo comportamento. La parte interna del recettore attiverà enzimi, strutture, sostanze per cui il citosol comincerà a comportarsi in un certo modo.
Le proteine possono avere anche una funzione enzimatica, gli enzimi possono essere extracellulari o intracellulari e servono per velocizzare un certo tipo di metabolismo. Alcuni enzimi sono interiorizzati all’interno della membrana e sono così strutturati: hanno una struttura che sporge all’esterno della membrana ed una che sporge verso l’interno. L’attivazione della porzione esterna o della parte centrale dell’enzima consente poi all’enzima di accelerare, all’interno della cellula, alcuni sistemi metabolici.
trasporto passivo
Per diffusione passiva possono passare lipidi, molecole liposolubili, ossigeno e CO2 e avviene solamente secondo gradiente. La diffusione semplice permette il passaggio di molecole di piccole dimensioni liposolubili: O_2,〖CO〗_2,N_2, etanolo, ammoniaca… La diffusione facilitata spesso dipende dal gradiente e si trasportano molecole idrofili che di maggiori dimensioni (glucosio, amminoacidi, molecole polari…), sarà mediata da proteine transmembrana: trasportatrici, vettrici e canali (tutte molto specifiche). Nella proteina carrier ospita al suo interno una cavità e c’è un sito di legame con la sostanza. Quando riconosce qualcosa da trasportare si forma un legame e questo legame fa modificare la forma del carrier che così facendo si apre verso il citoplasma e permette il passaggio della particella.
cos’è la cinetica di saturazione?
aumentando la concentrazione in
un versante di una determinata
molecola, esiste una soglia oltre la
quale aumentare la concentrazione
della stessa non corrisponde ad un
aumento di velocità
tipologie di canali ionici
Nella membrana plasmatica ci sono diversi canali ionici che sono specifici per un singolo tipo di ione (sodio, potassio…). si possono classificare in base al modo in cui si aprono:
Può essere un canale a controllo voltaico quindi regolati da una variazione del potenziale di membrana (meccanismo dei neuroni), lo scambio di cariche è possibile in tutte le cellule.
Può essere a controllo di ligando (canali ligando dipendenti): il canale è chiuso e si aprono in risposta al legame di un ligando chimico. Il ligando può essere extracellulare o intracellulare: quando è extracellulare, questo andrà a legarsi quindi alla porzione extracellulare del canale ionico, facendolo aprire così che lo ione possa passare, se è intracellulare legherà ma nel versante citoplasmatico del canale, il risultato è lo stesso.
L’apertura può avvenire anche per uno stimolo meccanico (canali a controllo meccanico) la cui apertura è regolata da una causa fisica. Il canale ionico si presenta chiuso, se la sua conformazione è tale da presentare delle estroflessioni che sporgono verso l’esterno della cellula e queste vengono sollecitate dal punto di vista meccanico queste si modificano nella forma e fanno aprire il canale ionico così da far passare lo ione.
trasporto attivo
Il trasporto attivo è un tipo di trasporto attraverso membrana contro gradiente che richiede un dispendio di energia e anch’esso è saturabile e selettivo. La concentrazione degli ioni all’interno e all’esterno della cellula è diversa e sono detti anioni fissi in quanto per le loro grandi dimensioni non riescono a diffondersi nella membrana. Affinché queste concentrazioni rimangano invariate entrano in gioco le pompe ioniche. Avremo una maggioranza di cariche positive all’esterno. Il potenziale di membrana varia da membrana di membrana (da 10 a 100 mV). si divide in trasporto primario e secondario. nel trasporto primario l’energia viene fornita direttamente dall’idrolisi dell’atp, che scindendosi libera energia permettendo lo spostamento di ioni e molecole. Nel trasporto secondario non viene speso direttamente ATP, ma viene sfruttata la differenza di potenziale elettrochimico creata dai trasportatori attivi che pompano ioni al di fuori della cellula. Questo significa che il trasporto secondario si basa comunque sul consumo di ATP, che permette di mantenere la differenza di potenziale senza la quale non ci sarebbe possibilità di trasporto secondario. Nella membrana plasmatica possono esserci carrier uniporto o di trasporto accoppiato (simporto e antiporto). Nella prima la proteina carrier si fa carico di una sola molecola alla volta in una sola direzione. Nel simporto la proteina vettrice trasporta una molecola solo se ce n’è un’altra che si sposta nella stessa direzione. Nell’antiporto la proteina vettrice riesce a trasportare una molecola solo se c’è un’altra molecola che si muove nella direzione opposta.
pompa sodio-potassio
All’esterno della cellula c’è una prevalenza degli ioni Cl- e Na+, mentre all’interno sarà più concentrato lo ione K+. Perché queste concentrazioni rimangano invariate un ruolo fondamentale è della pompa sodio potassio: NOKIA. Essa trasporta ioni potassio e calcio con l’uso di ATP (esso viene scisso dall’enzima ATPasi in ADP+P). Si parte da un ambiente cellulare carico di ioni sodio, questi si legano alla proteina carrier in una precisa area. La presenza del sodio fa cambiare la conformazione a questo sistema di pompa che ha catturato il sodio e l’ha interiorizzato. Il sodio viene spinto verso l’esterno perché la molecola trasportatrice è stata fosforilata (=sfruttamento dell’ATP che perdendo un gruppo fosfato fornisce l’energia per far cambiare la conformazione). A questo punto, lo ione potassio, nell’ambiente extracellulare si legherà ad una precisa porzione del sistema di pompa, con il consumo di ulteriore ATP (che verrà convertito in ADP+P, fornendo così energia), cambierà nuovamente la conformazione del sistema di pompa, aprendosi verso l’esterno così che il sodio possa uscire. è un esempio di trasporto attivo primario
endocitosi
consente l’inglobamento di grandi molecole o piccole particelle con formazioni di vescicole endocitotiche che sono sempre rivestite da membrana e che permettono l’internalizzazione di porzioni di membrana e del materiale extracellulare in esse racchiuso.
tipi di endocitosi
clatrina-dipendente, pinocitosi, fagocitosi
transcitosi
si ha quanto il materiale è solo di passaggio nella cellula e quindi viene subito esocitata.
fagocitosi
consiste nell’internalizzare grosse particelle e avviene cosi: delle particelle fuori dalla cellule si concentrano in zone specifiche della membrana e vengono riconosciute dai recettori della cellula, allora la membrana si invagina grazie ai microfilamenti di actina e questa invaginatura mostrerà una strozzatura. La vescicola o fagosoma si chiude, si stacca dalla membrana ed entra nel citoplasma. Quando la vescicola ha incorporato qualcosa da eliminare interviene il lisosoma che si lega alla vescicola e forma il fagolisoma che digerirà questi microorganismi. Il risultato di questo fagolisosma è una vescicola con dei residui di ciò che è stato digerito.
L’endocitosi mediata da clatrina
avviene un legame specifico tra una molecola e un recettore. avvenuto il legame viene reclutata una clatrina che riveste il versante citoplasmatico formando piccole invaginazioni di membrana che inglobano questi complessi. questa modifica porta ad un’introflessione che porta alla formazione di vescicole. queste vescicole riveste dalla clatrina si sposteranno nel citoplasma e una volta rimossa la proteina queste vescicole si fonderanno con i lisosomi
clatrina
è una molecola proteina costituta da una struttura stellata a tre punte
L’endocitosi mediata da caveola
Una caveola è un’invaginazione, a forma di fiasca, di membrana e sono rivestita da un’altra proteina: la caveolina. Con la caveola avviene la pinocitosi. Sono coinvolte nell’interiorizzazione di tossine batteriche e di ligandi extracellulari; si formano in corrispondenza di regioni della membrana plasmatica ricche di colesterolo e sfingo-lipidi, rendendo queste regioni particolarmente deformabili. una vescicola ricoperta di caveolina è portata o al golgi o al RER per essere modificati dagli enzimi. abbondano nelle regioni endoteliali
esocitosi
è il processo attraverso cui la cellula può produrre delle vescicole per far trasportare del materiale all’esterno. Le vescicole possono essere di trasporto o di secrezione. Le vescicole secretorie sono trasportate da componenti del citoscheletro verso la membrana plasmatica. Il materiale destinato alla secrezione si concentra e si condensa formando vescicole e granuli di secrezione che si fondono con la membrana quando la cellula riceve uno specifico segnale.
CAM
(cell adhesion molecules), sono molecole che sporgendo dalla membrana possono servire come strutture che appiccicano le cellule tra di loro.
interazione omofilica
avviene tra due molecole identiche. Le molecole proteiche di membrana si legano ad altre proteine della stessa famiglia e sono per lo più implicate nell’adesione cellula-cellula. In particolare, le molecole di membrana coinvolte nei legami omofilici sono delle glicoproteine. Quando due di queste proteine si incontrano, creano delle zone di adesività. Una famiglia di molecole chiamata caderine (glicoproteine) che sporgono dalla membrana e si legano solo con particolari loro zone. Il loro legame, molto spesso, è vincolato dalla presenza di ioni calcio: per questo vengono anche dette calcio dipendenti. Quando lo ione calcio è presente il legame tra le due molecole proteiche avviene con successo, mentre in sua assenza, queste non riuscirebbero ad instaurare il legame. A volte, tra una proteina di membrana e l’altra, si può riscontrare la presenza di lectina. La molecola proteica formata dalla proteina di membrana e dalla singola catena di lectina rientra nella famiglia delle proteine CAM e esse sono coinvolte nei legami cellula-cellula e cellula-anticorpo, permettono l’adesione cellulare e il differenziamento. Solo in una particolare area della proteina si forma il legame. Si chiamano anche fribronettine di tipo 3rd.
interazione eterofilica
quando l’interazione è tra una proteina (solitamente selettina o p-selettina) e un carboidrato. Quindi da una cellula sporge la proteina dall’altra un carboidrato. Un esempio di legame eterofilico riguarda le integrine: delle proteine molto voluminose, totalmente integrate nella membrana, che presentano un dominio sia citoplasmatico che extra-plasmatico: all’esterno presenta due componenti proteiche, dette alfa e beta, che possono legarsi a elementi che costituiscono l’ambiente extracellulare. Le integrine vanno a legarsi in particolare a delle molecole proteiche, dette fibronectine: si tratta di elementi fibrillari proteici che si legano alle componenti alfa e beta dell’integrina. Questo legame è un esempio di adesività tra cellula e matrice extracellulare. Le integrine, oltre ad interagire con la fibronectina, interagiscono anche con il collagene, una delle proteine più rappresentati nell’ambiente extracellulare, e con laminina. Questi legami servono per regolare l’adesione della cellula con la matrice, il movimento, la forma, la proliferazione e il differenziamento. Un altro esempio di legame eterofilico è quello tra una catena glucidica e la p-selectina, nota anche come selectina. La selectina/lectina è una proteina che interagisce sempre con una componente glucidica, e media il riconoscimento neutrofili-cellula endoteliale.