la cellula, i tessuti animali, Schemi e mappe concettuali di Biologia

Scarica la cellula, i tessuti animali e più Schemi e mappe concettuali in PDF di Biologia solo su Docsity! LA CELLULA La teoria cellulare afferma che : - la cellula è l’unità fondamentale della materia vivente. - Tutti gli organismi viventi sono formati da cellule. - Le cellule derivano esclusivamente dalla divisione di altre cellule. Per misurare le cellule conviene utilizzare il micrometro. Unità di misura Metro m 0.00005 decimetro dm 0.0005 centimetro cm 0.005 millimetro mm 0.05 micrometro um 50 nanometro nm 50000 Angstrom 500000 Dimensioni cellule Microscopio elettronico: atomo, aminoacidi, proteina, ribosomi, virus. Microscopio ottico: batteri, mitocondri, nucleo, batteri tipici, globuli rossi, cellula epiteliale, uovo umano. Occhio umano: uovo di rana, uovo di gallina, alcune cellule nervose e uomo adulto. Lo studio delle cellule può essere effettuato con vari metodi, tra cui la microscopia. Il microscopio ottico consente di analizzare cellule fissate e colorate e vive. Distinzione tra cellula procariota ed eucariota Procariotica Le cellule procariote sono prive di un nucleo delimitato da membrana e costituiscono organismi detti procarioti ( organismi unicellulari). Un esempio sono i batteri. I batteri sono costituiti ( esterno verso interno): Pili : sono filamenti proteici che tengono unite le cellule Flagelli batterici: I flagelli batterici sono costituiti da polimeri di una sola proteina, la flagellina. Permettono il movimento. Capsula: strato mucillaginoso che può tenere uniti i batteri in colonie e proteggerli. Parete cellulare: la parete delle cellule batteriche è diversa per composizione e struttura da quella delle cellule vegetali.nei batteri è formata da peptidoglicano un polimero complesso di due ammino zuccheri legati a corti polipeptidi. Membrana plasmatica Citosol, in cui troviamo i ribosomi. Nucleoide Mesosomi invaginazioni della membrana plasmatica su cui si trovano gli enzimi associati alla respirazione. I batteri ,inoltre, possono contenere anche piccole molecole di dna circolari detti Plasmidi. Contengono Spesso geni di resistenza agli antibiotici E sono ampiamente utilizzati nella tecnologia del DNA ricombinante La riproduzione dei batteri è di tipo asessuata che viene mediante scissione binaria. Alcuni batteri contengono un plasmide detto fattore effe che codifica per delle proteine che trasformano il Pilo di coniugazione E quindi avviene la coniugazione batterica. *Le cellule procariote sono comparse prima sulla terra e sono più piccole rispetto a quelle eucariote. Da ricordare! Nelle cellule procarioti che non avviene ne la mitosi né la meiosi. Replicazione esponenziale I batteri scambiano il loro materiale genetico tramite: la coniugazione, la trasduzione, la trasposizione e la trasformazione. Coniugazione: la coniugazione è il trasferimento genico attraverso il contatto fisico tra due batteri di cui il donatore è denominato F più, fertilità positiva, e possiede un Pilo di coniugazione, mentre ricevente F meno. Trasformazione: passaggio di frammenti di DNA libero originati dalla lisi batterica ad un batterio ricevente. Trasduzione: trasferimento mediato da un virus dei batteri chiamato batteriofago. Trasposizione trasferimento materiale genetico da una zona all’altra del cromosoma o del plasmide al cromosoma all’interno dello stesso batterio. Eucariotica Le cellule eucariote sono caratterizzate dalla presenza di un nucleo delimitato da un involucro membranoso. Inoltre, nelle cellule eucariote troviamo una compartimentazione ossia la presenza di molteplici compartimenti divisi tra loro da membrane che svolgono funzioni diverse. Gli organismi formati da cellule eucariotiche possono essere organismi unicellulari ( alcuni protisti) e pluricellulari ( piante,funghi e animali). Le diverse dimensioni degli organismi pluricellulari ad esempio l’elefante la formica sono dovute ad un numero diverso di cellule che compongono l’organismo. Cellulosa->La cellulosa è un polimero del b-glucosio che si trova nella maggior parte delle piante; importate per la struttura delle piante. Vacuolo grosso sacchetto contenente acqua e vari soluti disciolti, svolgono diverse funzioni tra cui accumulo di sostanze nutritive , digestione di sostanze ( grazie all'acidità del succo vacuolare )e il mantenimento della pressione idrostatica. La membrana del vacuolo è detta tonoplasto. *responsabile della crescita delle cellula vegetale ( più grande di quella animale) I vacuoli sono cavità piene di liquido. Plastidi Sono organuli caratteristici della cellula vegetale, dove si svolgono molte delle attività metaboliche come la fotosintesi, la biosintesi degli acidi grassi, degli aminoacidi e dell’amido.in base al colore i plastidi maturi sono distinti in cloroplasti, cromoplasti e leucoplasti. Cloroplasti -> Cromoplasti -> Funzione di sintetizzare accumulare pigmenti quali carotenoidi, xantofile e antociani e sono sprovvisti di clorofilla. Leucoplasti-> non possiede pigmenti.non essendo verde lo si ritrova preferenzialmente nelle radici nei tessuti non fotosintetici delle piante. Xilema parete vegetale Le cellule vegetali sono in grado di effettuare la fotosintesi grazie ai cloroplasti. I cloroplasti sono organuli delimitati da due membrane analogamente ai mitocondri con i quali hanno altre caratteristiche in comune, tra cui la presenza di una molecola di dna circolare e la possibilità di effettuare sintesi proteica delle proteine codificate dal dna presente all’interno di questi organuli. Nello stroma si trovano sacche di membrane appiattite e interconnesse dette tilacoidi. All’interno della membrana dei tilacoidi troviamo la clorofilla che capta l’energia luminosa. All’interno della clorofilla troviamo magnesio. Assenza in genere di centrioli, lisosomi( costituiscono i vacuoli) e flagelli. Cellula animale Centrioli Si trovano in coppia e solitamente sono disposti tra di loro a formare un angolo retto. I due centrioli sono tenuti assieme ad un materiale Elettrondenso che li circonda chiamato materiale pericentriolare e costituiscono il più importante centro organizzatore dei microtubuli della cellula. svolgono una funzione essenziale durante la mitosi. Si trovano nella maggior parte delle cellule animali in alcuni funghi, alghe e piante inferiori. Lisosomi Sono sacchetti circondati da una singola membrana, coinvolti nella digestione intracellulare di corpi estranei ingeriti tramite fagocitosi oppure di parti invecchiate della cellula o di macromolecole, mediante enzimi Idrolitici in essi contenuti. Il Ph dei lisosomi è acido. si distinguono lisosomi primari che si formano tramite l’apparato di Golgi e contengono i soli enzimi Idrolitici e i lisosomi secondari che contengono il materiale da digerire. se i lisosomi vengono danneggiati, gli enzimi fuoriescono e digeriscono la cellula che quindi muore. Membrana cellulare e le sue funzioni L’insieme delle membrane presenti all’interno di tutte le cellule eucariote costituisce il sistema di endomembrane , tale sistema è assente nelle cellule procariote e nei virus. Struttura delle membrane Spessore membrana: 75-100 armstrong / 5-10 micrometro Le membrane cellulari e quelle interne delle cellule eucariote sono costituite da lipidi e proteine. I lipidi appartengono alla classe dei fosfolipidi, ossia molecole che presentano una coda idrofoba ( due catene di acidi grassi) e una testa idrofila(gruppo fosfato) . Le due code sono apolari mentre la testa è polare. Sono definite anfipatiche, quindi in acqua formano un doppio strato fosfolipidico in quanto con la coda nei confronti dell’acqua la rifuggono mentre con la testa la cercano, ossia esistono regioni polari e apolari. I lipidi di membrana comprendono il colesterolo , importante per la fluidità della membrana. Altro componente delle membrane sono le proteine che si distinguono in integrali e periferiche . Le proteine integrali attraversano tutto o in parte il doppio strato lipidico e infatti vengono definite proteine transmembrana, E la parte delle proteine integrali che attraverso il doppio strato deve essere costituita necessariamente da amminoacidi idrofobi, mentre quelle periferiche sono associate debolmente al doppio strato lipidico. Il modello attualmente accettato dalle membrane biologiche è il modello a mosaico fluido della membrana, la cui struttura non è rigida , ma entro certi limiti consente ai lipidi e proteine di spostarsi sul piano della membrana. Alcune proteine sono costituite dall’aggiunta di carboidrati per questo troviamo glicolipidi e glicoproteine. La fruibilità deriva dal livello di insaturazione degli acidi grassi. Le funzioni 1) contorno e barriera di permeabilità 2) Organizzazione e localizzazione della funzione 3) Processi di trasporto 4) Rilevamento del segnale 5) Comunicazione cellula-cellula Trasporto attraverso la membrana Le membrane cellulari sono selettivamente permeabili (semipermeabili) in quanto permettono il passaggio solo di alcune sostanze. Bisogna distinguere il trasporto di piccole molecole e ioni dal trasporto di macromolecole. Trasporto di piccole molecole ioni è possibile distinguere due tipi di trasporti delle sostanze differenti: trasporto passivo e trasporto attivo. Il trasporto passivo consiste nel passaggio di molecole secondo gradiente( zona ad alta concentrazione verso zona a bassa concentrazione) Per tale passaggio non è richiesto l'utilizzo di energia biochimica (come ATP). Esso può essere mediato da proteine di membrana. Questo tipo di trasporto può essere di due tipi differenti: diffusione semplice, diffusione facilitata. Le cellule eucariotiche sono costituite da strutture cellulari interne definite organuli cellulari, i quali sono delimitati da membrane e specializzate nello svolgere ciascuna una funzione vitale per la cellula. Nucleo È il centro di controllo della cellula e contiene la maggior parte del patrimonio genetico È delimitato dall’involucro nucleare, costituito da due membrane concentriche attraversate da pori nucleari che mettono in comunicazione il nucleo con il citoplasma. Il nucleo contiene il dna che associandosi a proteine basiche ( istoni) e proteine acide forma la cromatina. Nel nucleo troviamo il nucleolo, dove avviene la sintesi di RNA ribosomale e l’assemblaggio di ribosomi. Reticolo endoplasmatico Il reticolo endoplasmatico si distingue in liscio( REL) ,privo di ribosomi, e ruvido, costituito da ribosomi(RER). Il RER è una sede della sintesi proteica destinate alla secrezione . La maggior parte delle proteine passa attraverso le sue membrane per poi passare attraverso il reticolo endoplasmatico di transizione che le inserisce in vescicole indirizzate alle cisterne (cossar) dell'apparato di Golgi dove avverrà la sintesi finale. Le funzioni del reticolo endoplasmatico liscio sono: sintetizzare lipidi, degradare sostanze tossiche e accumulare e rilasciare gli ioni calcio. Gli ioni calcio sono indispensabili per la contrazione muscolare. Apparato di Golgi È costituito da una pila di sacche membranose appiattite , dette cisterne. Il lato di “partenza” del Golgi verso il RE è detto cis-golgi mentre dal lato opposto viene definito trans-golgi. In questo organulo avvengono la modificazione chimica e lo smistamento delle proteine. Le proteine di sintetizzazione vengono trasportate dal RE attraverso vescicole di trasporto verso Golgi, dopo aver subito modificazioni chimiche, vengono veicolate sempre tramite vescicole fuori dalla cellula ( secrezione) oppure verso altre destinazioni. Mitocondri È la sede della respirazione cellulare con produzione di energia ATP, rivestita da due membrane definite membrana mitocondriali esterna ed interna. lo spazio tra tali membrane è detto spazio Intermembrana. La membrana interna si ripiega a formare le creste mitocondriali, che aumentano la superficie della membrana. la membrana interna racchiude la matrice del mitocondrio dove si trova anche il cromosoma mitocondriale DNA a doppia elica con forma circolare che codifica per alcuni tRNA, rRNA e alcune delle proteine necessarie al mitocondrio. tenere presente che il DNA mitocondriale viene trasmesso di generazione in generazione per via materna. I mitocondri contengono anche ribosomi ed effettuano la sintesi delle proteine codificate dal genoma mitocondriale. il ciclo di Krebs e la catena di trasporto degli elettroni per la respirazione aerobica avvengono tramite enzimi citocromi situati nei vari comparti del mitocondrio. I citocromi sono utilizzati nel trasporto di elettroni. alcune caratteristiche del mitocondrio ( presenza di Dna e di ribosomi 70s )hanno suggerito ipotesi dell’origine endosimbiotica dei mitocondri. Possono essere coinvolti nel processo apoptotico. Sono alla sede della fosforilazione ossidativa. Sono le centrali energetiche di cellule eucarioti te. Altri organuli cellulari Comprendono i perossisomi, sacchetti rivestiti da membrana contenenti enzimi ossidativi coinvolti nella detossificazione da molecole tossiche come l’acqua ossigenata o l’alcol. Un esempio di enzima perossisomiale è la catalasi che scinde l’acqua ossigenata in acqua e ossigeno. Il numero di perossisomi può variare da cellula a cellula e se ne trovano in abbondanza nelle cellule degli organi e tessuti con più intense attività metaboliche e detossificanti, in particolare nel fegato. Citoplasma Comprende tutte le componenti cellulari che si trovano all’interno della membrana cellulare tranne il nucleo.la sua parte fluida detta citosol: una soluzione concentrata di ioni, piccole molecole e proteine nel quale ci sono numerosi ribosomi.il citoplasma è composto prevalentemente da acqua. Contiene Rna. il citoplasma è costituito principalmente da acqua. Ribosomi Sono complessi macromolecolari immersi nel citoplasma o ancorati al reticolo endoplasmatico ruvido o contenuto in altri organuli, responsabili della sintesi proteica e dei polipeptidici .la loro funzione è quella di leggere le informazioni contenute nella catena di mRNA.sono organuli privi di membrana e hanno dimensioni di circa 15-30 nm. I ribosomi sono costituiti da RNA e da proteine. Sono molto importanti nella traduzione. I ribosomi sono gli unici organuli della cellula privi di membrana. Enzimi ossidativi sono quelli contenuti nei perosissomi mentre quelli Idrolitici sono contenuti nei lisosomi. Teoria endosimbiotica I cloroplasti e i mitocondri ci sarebbero voluti da piccoli procarioti stabilitisi all’interno di cellule più grandi.gli antenati dei mitocondri sarebbero procarioti eterotrofi aerobi in grado di liberare grandi quantità di energia utilizzando la respirazione cellulare. Hanno entrambi un proprio DNA tanto che se la cellula dovesse perdere i cloroplasti o i mitocondri non dovrebbe essere ricostruita. Ogni cellula eucarioti e quindi deve necessariamente ereditare una coppia di questi organelli della cellula madre per sopravvivere Il citoscheletro È lo scheletro interno della cellula che fornisce sostegno e movimento alle strutture cellulari delle cellule eucariote. funzione principale : movimento cellulare, sostegno. Il citoscheletro è formato da tre tipi di filamenti, che in base al loro diametro sono distinguibili in: - Microtubuli, cilindri cavi formati da filamenti di una proteina detta tubulina. Generalmente presentano un’estremità attaccata ad un unico centro organizzatore detto centrosoma. Nella maggior I cromosomi vengono duplicati durante la fase S dell'Interfase.all'inizio della divisione cellulare sono pertanto costituiti da due copie identiche dette cromatidi fratelli uniti reciprocamente in corrispondenza del centromero. mitosi o cariocinesi La mitosi o cariocinesi è il processo con cui si indica la divisione nucleare delle cellule eucariotiche, seguita dalla citodieresi o divisione del citoplasma. Nel complesso mitosi e citodieresi costituiscono la fase M del ciclo cellulare, cioè la fase in cui una cellula eucariotica si divide in due cellule figlie. La mitosi realizza la separazione dei cromatidi fratelli di ciascun cromosoma in modo tale che ciascuna cellula figlia possa ricevere il corretto quantitativo di DNA. Una cellula umana, ad esempio, che si presenta all'inizio della mitosi con 46 cromosomi dicromatidici produce al termine del processo due cellule figlie ciascuna con 46 cromosomi monocromatidici. La mitosi è suddivisa per convenzione in quattro fasi: profase,L’involucro nucleare e il nucleolo scompaiono.divengono evidenti lunghi filamenti di cromatina che cominciano a condensarsi in forma di cromosomi, Prometafase,i cromosomi continuano ad accorciarsi e ad ispessirsi.si forma il fuso tra i centrioli che si sono portate ai poli della cellula. metafase,le fibre del fuso attaccano ai cinetocori dei cromosomi. I cromosomi si allineano lungo il piano equatoriale della cellula. Piastra metafisica. In questa fase il numero di cromatidi sono 124 perché conserva la duplicazione del DNA avvenuta nell’Inter fase anafase,cromatidi si separano in corrispondenza dei centromeri e ciascun gruppo di cromosomi migra il rispettivo polo. telofase, gli eventi della profase sono invertiti: si costruiscono i nuclei e la citodieresi completa la divisione cellulare producendo due cellule figlie. La mitosi termina con la citodieresi( separazione del nucleo) La meiosi È la divisione cellulare che porta alla formazione di cellule germinali o gameti.essa è costituita da due successive divisioni cellulari, la prima divisione meiotico e la seconda divisione meiotico, precedute da una sola duplicazione del DNA che avviene nella fase S che precede la prima divisione meiotico.ogni divisione meiotico è costituita da profase, metafase, anafase e telofase. La meiosi è una divisione che genera variabilità genetica mentre la mitosi no. meccanismo di divisione che modifica la quantità di informazione delle cellule che lo subiscono Meiosi I (divisione riduzionale) Profase I, I cromosomi omologhi si uniscono formando le tetradi; avviene il Crossing over l’involucro nucleare si frammenta. -la congiunzione (sinapsi) dei cromosomi omologhi con formazione delle tetradi; – gli scambi reciproci di porzioni di DNA per crossing-over. La profase I è molto lunga e viene suddivisa in diversi stadi a. leptotene: comparsa dei cromosomi sotto forma di lunghi filamenti singoli e sottili (da lepto, che significa “sottile”); b. zigotene (da zygotes, ossia “unito assieme”): appaiamento dei cromosomi omologhi (sinapsi); c. pachitene: accorciamento e ispes- simento dei cromosomi (da pachys, cioè spesso); le coppie di cromosomi vengono definite bivalenti; d. diplotene: sdoppiamento dei cromosomi i cromatidi, con formazione delle tetradi; i cromatidi omologhi si scambiano porzioni di DNA (crossing-over) incrociandosi in punti detti chiasmi; diacinesi: scomparsa del nucleolo e della membrana nucleare e formazione del fuso; la diacinesi corrisponde alla prometafase Metafase I, le tetradi si allineano sul piano equatoriale rimangono unite nei chiasma ovvero siti dove è avvenuto il Crossing over. Nella mitosi ogni cromosoma è collegato ai due poli; nella meiosi, invece, ogni cromosoma è collegato solo a uno dei due poli, con l’omologo (cioè il cromosoma della stessa coppia) collegato al polo opposto Anafase I, I cromosomi omologhi si separano e migrano ai poli opposti.i cromatidi fratelli rimangono uniti tramite il centrometro. Telofase I, un solo cromosoma per ciascun paio di omologhi raggiunge ciascun polo.avviene la citodieresi. Meiosi II: Profase II, I cromosomi si condensano di nuovo. metafase II, I cromosomi si allineano lungo il piano equatoriale Anafase II, I cromatidi fratelli si separano e migrano ai poli opposti. Telofase II, Si formano i nuclei poli opposti di ciascuna cellula avviene la citocinesi. Infine, sono prodotti 4 gameti o 4 spore. le cellule si separano. Ogni cellula contiene 23 cromosomi ed è quindi aploide. Da una cellula progenitrice diploide, lo spermatogo- ne, si ottengono quattro spermatozoi, aploidi. Per i gameti femminili, invece, da un oogone diploide si ottiene solo un oocita aploide (e due o tre globuli polari) Se non avviene crossing-over, quanti tipi di gameti può produrre un organismo con sei cromosomi? Bisogna prendere il numero aploide di cromosomi quindi tre = n La formula è 2 alla n Corredo cromosomico Il DNA degli cariotipi è suddiviso in più cromosomi lineari.il numero di cromosomi detto corredo cromosomico è caratteristico per ciascuna specie.nell’uomo per esempio vi sono 46 cromosomi. Tessuti animali Negli organismi pluricellulari non tutte le cellule svolgono le stesse funzioni ma diversi gruppi di cellule svolgono una o più specifiche funzioni. Un tessuto è formato dall’insieme di cellule simili tra loro che svolgono una o più specifiche funzioni: le cellule di ciascun tessuto hanno in comune forma, dimensioni, tipo di proteine presenti al loro interno e origine embrionale. Negli animali si distinguono quattro principali tipi di tessuto: - epiteliale - connettivo - muscolare - nervoso Nell’organismo, i vari tessuti si associano per dare origine a organi .diversi organi infine concorrono allo svolgimento di una stessa funzione formando i diversi apparati. Tessuto epiteliale - Fibre collagene, costituito da diversi tipi di collagene, questa è la proteina più abbondante nel corpo umano dotata di proprietà notevole. - Fibre elastiche costituite da elastina, questa proteina dà origine a fibre ramificate e Interscambiate fra loro - Fibre reticolari costituite da collagene e glicoproteine queste proteine danno luogo a fibre corte e ramificate Tessuti connettivi propriamente detti Nei tessuti connettivi propriamente detti, i vari tipi di fibre si trovano immersi in una soluzione molto densa costituita da muco di polisaccaridi e glicoproteine. Le cellule dei tessuti connettivi propriamente detti sono chiamate fibroblasti. Nel tessuto connettivo sono presenti anche particolari cellule chiamate macrofagi o istiociti capaci di svolgere un’attiva fagocitosi e di muoversi con movimenti ameboidi: esse provengono dal sangue sono in grado di fagocitare germi patogeni, cellule alterate, detriti cellulari. per queste loro proprietà sono considerate gli spazzini dell’organismo. - Tessuto connettivo lasso Il tessuto connettivo lasso è il più abbondante dell’organismo funge da riempitivo tra le varie parti del corpo e da riserva di fluidi e di sali, avvolge nervi, vasi sanguigni e muscoli e insieme al tessuto adiposo forma lo strato che collega la cute e le mucose alle strutture sottostanti.la sua sostanza fondamentale semifluida. Presenta fibre prevalentemente collagene. - Tessuto connettivo denso Il tessuto connettivo denso o compatto è caratterizzato da una sostanza fondamentale in cui le fibre collagene sono predominanti e raggruppate in fasci che possono essere orientati in tutte le direzioni o orientati nella stessa direzione. il tessuto connettivo compatto costituisce il derma, i tendini dei muscoli, i legamenti delle articolazioni ed è caratterizzata da elevatissima resistenza alla trazione. - Tessuto connettivo elastico La sostanza fondamentale è formata in prevalenza da fibre elastiche disposte in fasci. Esso è presente soprattutto in quelle strutture la cui funzione richiede un espansione seguita dal ritorno delle dimensioni iniziali come polmoni, le pareti delle arterie e le corde vocali. - Tessuto connettivo reticolare Il tessuto connettivo reticolare presenta una matrice contenente prevalentemente sottili fibre reticolari corte e ramificate. Forma la struttura di supporto di organi come il fegato, la milza i linfonodi. Tessuti connettivi specializzati - Tessuto adiposo È caratterizzato dal fatto che le cellule che lo costituiscono chiamate adipociti accumulano all'interno una grossa quantità di grassi, rappresentati soprattutto da trigliceridi. Vi sono due tipi di tessuto adiposo bianco o bruno. Nel tessuto adiposo bianco, gli adipociti sono rappresentati da grosse cellule di forma rotondeggiante, costituito da un’unica gocciolina di grasso. Le cellule sono riunite in gruppetti separati da setti di connettivo lasso. In un adulto medio il tessuto adiposo rappresenta il 10/15% di grasso. Il tessuto adiposo svolge ruoli importanti : - protezione e sostegno meccanico - Isolamento termico - Riserva di materiale energetico per l’organismo I trigliceridi possono derivare : - dagli alimenti (lipidi esogeni) attraverso l’assorbimento dell’intestino vengono poi immessi nel sangue sotto forma di particolari lipoproteine, i chilomicroni. - Dalla trasformazione , soprattutto ad opera del fegato , di altri tipi di composti come i carboidrati o gli aminoacidi , introdotti in eccesso con la dieta, In trigliceridi di nuova formazione. Questi trigliceridi( lipidi endogeni) sono contenuti nelle lipoproteine prodotte dal fegato e immesse nel sangue. Le lipoproteine, trasportate dal sangue, giungono agli adipociti. la membrana cellulare di queste cellule contiene un enzima chiamato lipoproteina lipasi che agisce sui triglieridi presenti nelle lipoproteine idrolizzando e liberando acidi grassi e glicerolo che penetrano nell’adipocita e sono utilizzati per Ri-sintetizzare gliceridi. Queste cellule quindi possono così prelevare i trigliceridi dei liquidi dell’organismo accumulandosi al proprio interno.gli adipociti, inoltre, sono in grado essi stessi di sintetizzare trigliceridi ex novo a partire dal glucosio prelevato dal sangue. In caso di fabbisogno di energia come nel digiuno un secondo enzima presente negli adipociti chiamato lipasi ormone dipendente idrolizza i trigliceridi liberando acidi grassi si verifica la cosiddetta mobilizzazione dei grassi di deposito.gli acidi grassi fuoriusciti dagli adipociti si legano all’albumina del sangue vengono trasportate diversi tessuti le cui cellule li utilizzano per produrre energia sottoforma di ATP.la lipasi ormone dipendente è attivata da diversi ormoni come per esempio l’ormone tiroideo, adrenalina glucosio cane detti ormone lipolitici mentre l’insulina la inibisce riducendo così la mobilizzazione dei lipidi. Il tessuto adiposo Bruno invece, è così chiamato per la colorazione bruna delle cellule che lo compongono , dovuta al fatto che il loro citoplasma è particolarmente ricco di mitocondri. Il tessuto adiposo Bruno svolge un importante ruolo nella produzione di calore in diversi organismi. tessuto cartilagineo Il tessuto cartilagineo è dotato di notevole resistenza alla pressione e alla trazione e di discreta elasticità. Le cellule della cartilagine sono i condrociti, i quali producono un abbondante sostanza fondamentale , costituita da fibre di collagene o elastiche e da proteoglicani e glicoproteine. La cartilagine è rivestita da un sottile involucro di tessuto connettivo compatto chiamato pericondrio. Le cartilagini si accrescono sia per moltiplicazione dei condrociti e aumento della sostanza fondamentale da essa prodotta ( accrescimento interstiziale), sia per differenziamento dei fibroblasti del pericondrio che si trasformano in condrociti e che producono nuova sostanza fondamentale ( accrescimento per opposizione). In base alla quantità di sostanza fondamentale e alle sue caratteristiche, si distinguono diversi tipi di tessuto cartilagineo: ~ cartilagine ialina ~ cartilagine elastica ~ cartilagine fibrosa tessuto osseo È caratterizzato da notevole rigidità e durezza, dovute dal fatto che la sua sostanza fondamentale è rappresentata in larga parte da sali inorganici. Esso costituisce la maggior parte dello scheletro e dei denti dei vertebrati superiori. Svolge due ruoli importanti: - Sostegno dell’intero organismo e interviene alla trasmissione del movimento. - La riserva di calcio e fosforo infatti all’interno dell’osso ioni calcio ioni fosforo vengono continuamente immobilizzati dall’osso immessi nel sangue o depositati nell’osso sotto il controllo di diversi ormoni. Struttura e organizzazione Si distinguono due tipi di tessuto osseo: - tessuto osseo spugnoso , costituito da trabecole ossee intrecciate, che delimitano spazi chiamati cavità midollari, occupate da tessuto connettivo che costituisce il midollo osseo. - Tessuto osseo compatto, che costituisce il corpo delle ossa lunghe e ne riveste le estremità. I tavolati che formano la superficie delle ossa piatte. Lo strato superficiale delle ossa brevi. Nel tessuto osseo si trovano tre tipi di cellule: - osteociti , hanno la forma di un nocciolo di spugna e presenta numerosi prolungamenti ramificati. Il corpo della cellula si trova in piccole cavità scavate nella sostanza fondamentale calcificata, dette lacune ossee, dalle quali si dipartono sottilissimi canalicoli che contengono i prolungamenti delle cellule. la funzione degli osteociti è quella di partecipare al rimodellamento osseo in risposta a stimoli di varia natura. Sotto lo stimolo di calcitonina e paratormone, partecipano inoltre alla regolazione dei livelli ematici di calcio e fosforo, controllando sia l'attività degli osteoclasti che quella degli osteoblasti. - Osteoblasti , elaborano la sostanza fondamentale del tessuto, causando la deposizione di sali di calcio e rimanendo intrappolati nel tessuto osseo di nuova formazione si trasformano in osteociti. - Osteoclasti , sono grosse cellule con molti nuclei deputate al riassorbimento dell’osso.la loro attività è sotto controllo ormonale: il paratormone stimola la loro attività con conseguente aumento della concentrazione degli ioni di calcio nel sangue; la calcitonina invece rallenta la loro attività. La sostanza fondamentale del tessuto osseo è costituita per il 35% da una porzione organica e il 65% da una porzione inorganica, formata soprattutto da fosfato tricalcico e in misura minore da carbonato di calcio, fosfato di magnesio e cloruro di calcio. Dal punto di vista microscopico, - Contribuisce alla distribuzione del calore prodotto dal metabolismo cellulare all’interno dell’organismo. - Contribuisce ai meccanismi di difesa dai microorganismi ed in generale ai processi immunitari. Il plasma È una soluzione acquosa estremamente complessa, la cui componente può variare da molteplici fattori. Il plasma, attraverso la parete dei capillari sanguigni, scambia costantemente acqua e soluti con il liquido interstiziale. Nel plasma sono disciolti numerosi sali sotto forma di ioni (sodio, potassio , calcio , magnesio , fosfato ecc), piccoli composti organici ( glucosio , amminoacidi ecc) e proteine. Ciascuna delle numerosissime proteine plasmatiche svolge una o più specifiche funzioni; tuttavia, esse vengono classificate in base al modo con cui si separano quando si effettua una elettroforesi del plasma in: - fibrinogeno, insieme ad altre proteine prodotte dal fegato ed immessi nel sangue è coinvolto nei meccanismi di coagulazione del sangue e quello che rimane del plasma dopo che si è verificata la coagulazione viene chiamato siero. - Alfa globuline, che comprendono diversi ormoni di natura proteica, proteine deputate al trasporto di ormoni che altrimenti sarebbero insolubili nel sangue. - Beta globuline, proteine che trasportano vitamine liposolubili quindi solubili in acqua, proteine che trasportano ioni poco solubili in acqua ecc - Gammaglobuline, che costituiscono gli anticorpi, proteine prodotte dalle cellule del sistema immunitario capaci di riconoscere con grandissima specificità sostanze estranee all’organismo di legarle di renderle aggredibile dalle cellule deputate alla difesa dell’organismo. - Albumina, proteina a relativamente basso peso molecolare che svolge una duplice funzione di trasportare gli acidi grassi liberi mobilizzati dal tessuto adiposo e di dare un importante contributo alla pressione osmotica del sangue. Quantità Albumina 50/60% Globuline 20/30% Fibrinogeno 10/20% La pressione osmotica del plasma deve rimanere costante entro limiti molto ristretti, sia perché le membrane delle cellule con cui esso viene in contatto si comportano come una membrana semi permeabile sia perché a livello dei capillari sanguigni l’azione combinata della pressione idrostatica e della pressione osmotica regola gli scambi di acqua e di soluti a basso peso molecolare plasma e liquidò interstiziale. la pressione osmotica del plasma corrisponde a quella di una soluzione di cloruro di sodio allo 0,85% che per tale motivo è detta soluzione fisiologica che presentandolo alla stessa pressione osmotica del liquido intra cellulare è detta isotonica.tutte le proteine del sangue insieme all’emoglobina contenuta nei globuli rossi svolgono inoltre un’importante funzione tampone, contribuendo a mantenere costante il pH del sangue attorno al valore di 7,4. Cellule del sangue, parte corpuscolata.la parte corpuscolata del sangue comprende: globuli rossi, diversi tipi di globuli bianchi e le piastrine. Globuli rossi I globuli rossi chiamati anche eritrociti o emazie sono strutture altamente specializzate per il trasporto dell’ossigeno e in misura minore dell’anidride carbonica. Nei mammiferi essi sono privi di nucleo quindi non sono in grado né di moltiplicarsi né di svolgere una attiva sintesi proteica, mentre in tutti gli altri vertebrati come gli uccelli e i rettili sono dotati di un nucleo. I globuli rossi possono essere considerati dei microscopici sacchetti contenenti una soluzione concentrata di emoglobina, una proteina capace di legare in modo reversibile l’ossigeno, combinandosi con esso a livello dei polmoni e liberando la livello dei tessuti. La capacità dell’emoglobina di legare l'ossigeno è dovuta ad un particolare composto chimico contenente ferro chiamato gruppo eme che si trova legato alla proteina. Il gruppo è rappresentato da quattro catene polipeptidiche identiche a 2 a 2 e riescono quindi a legare quattro molecole di ossigeno. Il fatto che l’emoglobina sia contenuta all’interno dei globuli rossi anziché disciolta direttamente nel plasma, permette che il metabolismo dei globuli rossi crei e mantenga le condizioni che preserva l’emoglobina dall’ossidazione da parte dell’ossigeno che viene trasportato. Sulla superficie esterna dei globuli rossi sono esposti particolari oligosaccaridi di cui sono stati individuati vari tipi.in base al tipo di oligosaccaride presente sulla superficie dei loro globuli rossi, i diversi individui vengono classificati come appartenenti a diversi gruppi sanguigni. I globuli rossi sono dotati di una notevole plasticità per cui possono facilmente deformarsi quando per esempio giungono in un capillare il cui diametro è inferiore al loro. La vita media dei globuli rossi nel sangue è di circa 120 giorni: ogni giorno vengono sostituiti in media da 200 a 250 miliardi di eritrociti.gli eritrociti invecchiati vengono fagocitati dai macrofagi soprattutto della milza e del fegato. all’interno di queste cellule, il gruppo eme viene separato dalla proteina e parzialmente demolito dando origine a un gruppo di composti colorati chiamati pigmenti biliari che vengono escreti con la bile. I nuovi globuli rossi vengono continuamente prodotti in seguito alla proliferazione e il differenziamento di cellule progenitrici. Infatti i globuli rossi sono prodotti all’interno del midollo osseo delle vertebre, delle costole, dello sterno, delle creste iliache, delle ossa della teca cranica e delle ossa lunghe. Nel corso del differenziamento, all’interno delle cellule destinate a diventare eritrociti, chiamate eritroblastosi vengono sintetizzati grandi quantità di emoglobina e contemporaneamente vengono distrutti sia il nucleo sia mitocondri gli organelli cellulari. Poco prima che il differenziamento sia pienamente completato, globuli rossi immaturi chiamati reticolociti lasciano il midollo osseo e vengono immessi nel circolo sanguigno dove rappresentano l’1% dei globuli rossi. La produzione di globuli rossi è stimolato da un particolare ormone chiamato eritropoietina che viene immessa nel sangue dai reni quando l’apporto di ossigeno è insufficiente Una situazione patologica caratterizzata da una diminuzione della quantità di emoglobina dei globuli rossi nel sangue detta anemia. Anemia falciforme È una malformazione genetica ereditaria dell’emoglobina caratterizzata dalla presenza di globuli rossi a forma di falce Anemia mediterranea, globuli rossi hanno dimensioni più piccole e hanno problemi nello sviluppo si accumulano ferro nell’organismo Anemia poca emoglobina nel sangue Globuli bianchi I globuli bianchi definiti anche come leucociti comprendono diversi tipi di cellule, ciascuno dei quali svolge un ruolo nell’economia dell’organismo. la distribuzione percentuale di ciascun tipo di cellulare osservata nel sangue periferico costituisce la cosiddetta formula leucocitaria. I granulociti sono cellule dotate di nucleo capace di movimenti ameboidi.contengono nel loro citoplasma granulazioni che vengono distinte in base al tipo di sostanza colorante con cui vengono evidenziate nei preparati per l’osservazione microscopica: coloranti neutri nel caso dei granulociti neutrofili, colorante acido nel caso dei Granulociti eosinofili, coloranti basici nel caso dei granulociti basofili. La formula leucocitaria è costituita da : -granulociti neutrofili La funzione principale è la fagocitosi di corpi estranei e soprattutto di batteri, che vengono inglobati e distrutti dagli enzimi contenuti nei loro lisosomi. essi vengono attratti verso i batteri da fenomeni di chemiotassi. l’interno della cellula è quasi completamente occupato da strutture filamentose, disposte nel senso della lunghezza della cellule chiamate miofibrille, ciascuna miofibrilla è formata da un fascio ordinato di sottilissimi filamenti visibile al microscopio elettronico chiamati miofilamenti o semplicemente filamenti, dei quali sono presenti due tipi: - filamenti spessi, costituiti da fasci di particolare proteina chiamata miosina. - Filamenti sottili, costituito soprattutto dalla proteina actina ma anche da altre proteine come la tropomiosina e la troponina Che svolgono un importante ruolo per la regolazione della contrazione. Filamenti di actina e miosina sono organizzati in un’unità ripetute dette sarcomeri che generano la tipica striatura trasversale delle miofibrille e delle cellule muscolari striate che costituiscono l’unità elementare della contrazione: una miofibrilla è costituita da centinaia di sarcomeri disposti uno di seguito all’altro. le estremità di ciascun sarcomero sono costituiti dalle cosiddette linee Z o dischi Z. A seconda di quali filamenti sono presenti in ciascun sezione trasversale del sarcomero, si distinguono al suo interno diverse bande la cui larghezza varia a seconda dello stato di rilassamento e di contrazione del sarcomero. Partendo dalla linea Z, si osservano: - bande I, nelle quali sono presenti solo filamenti sottili - Banda A nella quale sono presenti i filamenti spessi, essa occupa la parte centrale del sarcomero. Nelle porzioni esterne di questa banda i filamenti spessi e quelli sottili sono sovrapposti. - Banda H appare come una zona più chiara situata nella parte centrale della banda è costituita da soli filamenti spessi - Stria M una striatura trasversale posta al centro della banda H e del sarcomero è formata da proteine che tengono in posizione i filamenti spessi. Meccanismo della contrazione I filamenti di actina e di miosina costituiscono un sistema contrattile. La contrazione del sarcoma avviene per scorrimento dei filamenti sottili, sui filamenti spessi, in direzione del centro del sarcomero. Lo slittamento dei filamenti è assicurato dal movimento dei ponti trasversali, quindi delle teste della miosina che agiscono come microscopici remi forzando sul filamento sottile. Il movimento della testa della miosina avviene quando si verificano due condizioni: - Che sia presente ATP, il quale legandosi alla testa viene idrolizzato formando ADP e fosfato inorganico e liberando energia che viene trasmessa alla molecola di miosina la quale risulta così caricata. - Che particolari siti detti attivi, sulle molecole di actina che costituiscono i filamenti sottili siano accessibili alle teste della miosina. Se ciò si verifica le teste della miosina agganciano l’actina liberando ADP e fosfato inorganico e si piegano con forza di circa 45° verso la porzione centrale del filamento spesso trascinando il filamento sottile verso il centro del sarcomero. Finché è disponibile ATP e si attivi dell’actina sono accessibili, lo scorrimento dei filamenti gli uno rispetto agli altri continua. Regolazione della contrazione muscolare Nel muscolo a riposo, nel quale l’ATP è abbondante, le teste della miosina si trovano cariche e combinate con ADP e fosfato inorganico ma non ti reagiscono con l’actina perché i siti attivi di quest’ultima sono mascherati dalla tropomiosina. la tropomiosina è mantenuta in questa posizione da un’altra proteina regolatrice chiamata troponina. Affinché avvenga la contrazione, occorre che la troppo miosina si sposti smascherando siti attivi. I siti attivi verranno smascherati nel momento in cui la troponina si legherà agli ioni calcio. Nel citoplasma del muscolo a riposo però la concentrazione degli ioni calcio è bassa perché essi si trovano sequestrati all’interno delle cisterne del reticolo endoplasmatico che avvolge a rete le miofibrille. Il segnale che fa scattare il meccanismo della contrazione è un impulso nervoso. Questo giunge al muscolo attraverso le fibre nervose motrici che originano dalle cellule nervose motrici chiamate motoneuroni situate nel midollo spinale che formano i nervi motori. Il punto in cui la fibra nervosa giunge a contatto con la fibrocellula è un particolare tipo di sinapsi chiamato giunzione neuromuscolare. in questa zona, la terminazione nervosa presenta un rigonfiamento la cui membrana è strettamente ravvicinate alla membrana della fibra cellula delimitando uno sottile spazio chiamato fessura sinaptica. Quando arriva un impulso nervoso, la terminazione nervosa riversa nella fessura sinaptica una sostanza chimica ossia un neurotrasmettitore che è rappresentata in questo caso dall'acetilcolina. La membrana della fibra cellula contiene moltissime molecole di una particolare proteina il recettore dell’acetilcolina un canale ionico che combinandosi con l'acetilcolina permette il passaggio di ioni sodio causando una variazione del potenziale di membrana generando un potenziale d’azione. La depolarizzazione si estende rapidamente a tutta la membrana cellulare ed alle sue invaginazioni che formano i tubuli T.attraverso di essi la depolarizzazione arriva la membrana del reticolo sarcoplasmatico e causa l’apertura dei canali del calcio voltaggio dipendenti. lo ione diffonde quindi fuori dalle cisterne del reticolo e raggiunge la troponina facendole cambiare conformazione e causando così lo spostamento della tropomiosina. Va ricordato che il nostro organismo mantiene il muscolo in un leggero stato di contrazione chiamato tono muscolare. Tessuto muscolare liscio Le cellule che costituiscono il tessuto muscolare liscio sono prive della striatura trasversale caratteristica del muscolo striato, ma contengono lo stesso sistema contrattile, con la differenza che i filamenti spessi e sottili non sono disposti con lo stesso ordine. il tessuto muscolare liscio costituisce la tonaca muscolare della parete degli organi cavi dell’apparato digerente, urinario, genitale è presente nella parete dei vasi sanguigni e dei Infine i canali del potassio si chiudono ed entra in gioco la pompa sodio potassio che permette di ristabilire l’equilibrio di -70 Mv all’interno dell’assone in quanto porta fuori sodio e fa entrare potassio. Sinapsi Il passaggio di segnali da una cellula nervosa ad un’altra avviene attraverso particolari strutture dette sinapsi. le sinapsi sono situate all’estremità delle ramificazioni degli assoni e si presentano con un piccolo rigonfiamento chiamato bottone sinaptico in cui la membrana dell’assone si dispone parallelamente molto vicino a membrana della cellula che deve ricevere il segnale. tra le due membrane si crea una fessura chiamata fessura sinaptica. A livello di ciascuna sinapsi il passaggio dei segnali è unidirezionale. il neurone che manda segnali viene detto neurone presinaptico mentre quello che lo riceve viene chiamato neurone post sinaptico. poiché il potenziale d’azione è un segnale elettrico che interessa esclusivamente la membrana, per superare l’ostacolo il segnale elettrico viene trasformato in chimico ed è rappresentato dalla liberazione a livello della fessura sinaptica di particolari composti chimici chiamati neurotrasmettitori. A riposo i neurotrasmettitori sono contenuti in piccole vescicole delimitate da una membrana vescicole sinaptiche all’interno del bottone sinaptico. l’arrivo del potenziale d’azione causa l’apertura di canali ionici voltaggio dipendenti per il calcio presenti nella membrana questo ione penetra nel bottone causa la fusione della membrana delle vescicole con la membrana plasmatica per cui loro contenuto viene riversato all’esterno. nella membrana del neurone post sinaptico sono presenti dei recettori per i neurotrasmettitori costituiti da proteine che formano canali ionici.questi a riposo sono chiusi ma in presenza del neurotrasmettitore si aprono permettendo il passaggio di specifici ioni.a seconda del tipo di ioni che tornare lascia passare, nel neurone post sinaptico possono verificarsi: - una depolarizzazione della membrana che può generare un potenziale d’azione. - Una iperpolarizzazione della membrana. I neurotrasmettitori hanno natura chimica diversa; i principali sono l'acetilcolina, le ammine biogene, diversi aminoacidi ,peptidi e l’ossido di azoto. Glia La glia è formata da cellule il cui compito non è la ricezione della conduzione di stimoli ma il sostegno, protezione e la nutrizione dei neuroni. Si distinguono tre tipi di cellule gliali presente del tessuto nervoso: - microglia formata da piccole cellule capaci di fagocitosi, deputate alla rimozione di resti cellulari. Queste cellule migrano nel tessuto nervoso attraverso la parete dei vasi sanguigni a hanno origine nel midollo osseo. - Astrociti riforniscono i neuroni di glucosio e contribuiscono a regolare la composizione del liquidò interstiziale del tessuto nervoso; contribuiscono alla costituzione della barriera emato encefalica. - Oligodendrociti , che circondano i neuroni del sistema nervoso centrale formando nella guaina mielinica con una funzione analoga a quella delle cellule di Schwann nei confronti degli assoni. Principali neurotrasmettitori - classe degli aminoacidi: il glutammato, l’aspartato, l’acido gamma amminobutirrico e la glicina. - La classe delle monoamine: la dopamina, la Nora Norepinefrina, epinefrina, l’istamina, la serotonina e la melatonina. - Ammine traccia: la tiraMina - La classe delle purina è come l’adenosina trifosfato e l’adenosina. - La classe dei gas come l’ossido nitrico, il monossido di carbonio solfuro di idrogeno. - Glutammato, GABA, acetilcolina, dopamina, serotonina istamina. Cellula staminale conserva l’attività proliferativa NOME LUOGO DIMENSIONE fibroblasti t.connettivo propriamente detto 15-20 micron macrofagi t.connettivo propriamente detto 10-15 micron adipociti tessuto adiposo 50-100 micron condrociti tessuto cartilagineo osteoclasti, osteociti, osteoblasti tessuto osseo eritrociti, globuli rossi o emazie sangue piastrine sangue globuli bianchi o leucociti( granulociti, monociti e linfociti) sangue fibrocellule tessuto muscolare 1-40 micron motoneuroni cellule nervose neuroni tessuto nervoso 1-2 metri neuroglia( oligodend rociti, astrociti, microglia) tessuto nervoso