Lecția 2 – Celula

Există diferite niveluri de organizare a corpului uman, fiecare contribuind în final la cel morfo-funcțional al întregului organism.

1. Celula – Noțiuni generale

Este unitatea de bază morfofuncțională și genetică a organizării materiei vii.
Poate exista:

Singură – exemple: hematia, leucocitul, ovulul, spermatozoidul
În grup, formând diferite țesuturi – exemple: celule epiteliale, celulele musculare, celulele nervoase(neuronii), celulele conjunctive(celulele adipoase, celulele cartilaginoase…)

Forma celulelor
Este legată de funcția lor.
Inițial, au formă globuloasă, dar ulterior pot deveni:

Fusiforme – exemplu – Fibra musculară netedă
Stelate – exemplu – Neuronul
Cubice – exemplu – Celulele epiteliale
Cilindrice – exemplu – Celulele epiteliale

Unele își păstrează forma globuloasă:

Celulele sangvine – hematiile(eritrocite/globule roșii), leucocitele
Ovogonia, ovocitul primar, ovocitul secundar, ovulul
Spermatogonia, spermatocitul primar, spermatocitul secundar, spermatida (la începutul diferențierii)
Zigotul
Celulele adipoase
Celulele cartilaginoase

Dimensiunile celulelor
Variază în funcție de:

Specializare – hematiile sunt mai mici (7,5 μ) pentru a încăpea în vasele de sânge, deoarece ROLUL(SPECIALIZAREA) lor este de a transporta OXIGENUL prin sânge către țesuturi.
Starea fiziologică a organismului – unele celule musculare se pot mări prin antrenament dacă o persoană este sportivă (starea fiziologică înseamna starea NORMALĂ, sănătoasă, de zi cu zi a organismului nostru)
Condițiile mediului extern – temperatura poate modifica dimensiunea celulelor.
Vârstă – celulele adulte sunt mai mari, iar celulele îmbătrânite scad în dimensiune

Exemple:

Hematia — 7,5 μ
Ovulul — 150–200 μ
Fibra musculară striată — 5–15 cm !!! Fibra musculară striată (= celula musculară striată) este FOARTE MARE ca dimensiune. Aceasta se poate vedea cu ochiul liber = este MACROSCOPICĂ
Media generală: 20–30 μ

Structura celulei
În alcătuirea celulei distingem trei componente principale:

Membrana celulară
Citoplasma
Nucleul

2. Membrana celulară

MEMBRANA CELULARĂ – numită și MEMBRANA PLASMATICĂ sau PLASMALEMĂ

înconjoară celula
conferă forma celulei
separă structurile interne ale celulei de mediul extracelular
are structura TRILAMINARĂ (3 lamine = 3 straturi: HIDROFIL + HIDROFOB + HIDROFIL)

În membrana celulară există 3 categorii principale de componente:

Lipide = macromolecule ce alcătuiesc GRĂSIMEA
Proteine = macromolecule ce alcătuiesc CARNEA
Glucide = macromolecule ce alcătuiesc DULCIURILE

1. LIPIDE

- FOSFOLIPIDE (exemplu – LECITINA!!) = un lipid alcătuit dintr-un CAP hidrofil și două PICIORUȘE hidrofobe.
  - porțiunea HIDROFILĂ – orientată spre exterior și interior, alcătuită din CAPETELE fosfolipidelor.
  - porțiunea HIDROFOBĂ – orientată spre mijloc, restricționează trecerea moleculelor hidrosolubile și a ionilor, alcătuită din PICIORUȘELE fosfolipidelor.
  - deoarece are atât o porțiune HIDROFILĂ, care iubește apa, cât și o porțiune HIDROFOBĂ, care urăște apa, fosfolipidul este o substanță AMFIPATICĂ
- COLESTEROL = un lipid prezent în porțiunea HIDROFOBĂ a fosfolipidelor

DE ȚINUT MINTE! Ce înseamnă aceste cuvinte complicate?

HIDROFOB înseamnă: „Hidro” = apă, iar „Fob” = frică, fobie.
Stratul HIDROFOB al membranei celulare respinge apa și substanțele ce se dizolvă în apă.

HIDROFIL înseamnă: „Hidro” = apă, iar „Fil” = iubire.
Stratul HIDROFIL iubește apa și prin el pot trece apa și substanțele ce se dizolvă în apă.

HIDROSOLUBIL înseamnă: „Hidro” = apă, iar „Solubil” = care se poate dizolva.
O substanță HIDROSOLUBILĂ se poate dizolva în apă

2. PROTEINE

- realizează funcțiile specializate ale celulei
- realizează mecanismele de transport transmembranar
- se pot afla pe fața externă, internă sau transmembranar
- nu sunt distribuite uniform → formează modelul mozaic fluid (se mișcă constant printre fosfolipide, NU sunt fixe)

Proteine externe – rol de receptor

Proteine transmembranare – rol de CANALE sau POMPE transmembranare. Pot fi ca formă proteine:

globuloase
filamentare

3. GLUCIDE

- GLICOLIPIDE (glucid legat de o proteină)
- GLICOPROTEINE (glucid legat de un lipid)
- atașate pe fața EXTERNĂ a membranei, formează un strat denumit GLICOCALIX – ce protejează celula de agresiunile externe
- încărcate NEGATIV

La unele celule, citoplasma prezintă prelungiri acoperite de plasmalemă.

Prelungiri TEMPORARE și neordonate:

PSEUDOPODE – la leucocite – NEUTROFILE, EOZINOFILE, BAZOFILE, MONOCITE, LIMFOCITE

Prelungiri PERMANENTE:

MICROVILI –

epiteliul mucoasei intestinului
epiteliul tubilor renali
celule receptoare gustative

CILI –

epiteliul mucoasei traheei
celule receptoare auditive
celule receptoare vestibulare
celule receptoare olfactive
celule receptoare gustative

DESMOZOMI (corpusculi de legătură) – solidarizează celulele EPITELIALE

3. Citoplasma

Citoplasma are o structurã complexã, la nivelul ei desfășurându-se principalele funcții vitale.

Aceasta este un SISTEM COLOIDAL, în care mediul de dispersie este APA, iar faza dispersatã este ansamblul de MICELII COLOIDALE ce se gãsesc în MIȘCARE BROWNIANĂ.

DE ȚINUT MINTE ! Ce înseamnă aceste cuvinte complicate?

SISTEM COLOIDAL = un amestec foarte fin, în care niște particule foarte mici plutesc într-un lichid.

Exemplu – cacao sau nesquik pus în lapte și amestecat. Cu ochiul liber pare ca laptele și pulberea de cacao s-au amestecat, dar la microscop particulele de cacao plutesc prin lapte, neamestecate. Acesta este un SISTEM COLOIDAL.

MEDIUL DE DISPERIE este apa = lichidul în care plutesc particulele este apa.

Exemplu – În paharul nostru de lapte cu cacao, MEDIUL DE DISPERIE este laptele. În citoplasmă, MEDIUL DE DISPERSIE este apa.

FAZA DISPERSATĂ este un ansamblu de MICELII COLOIDALE = particulele mici care plutesc prin mediul de dispersie.

Exemplu – În paharul nostru de lapte cu cacao, particulele din pudra de cacao reprezintă FAZA DISPERSATĂ. În citoplasmă, FAZA DISPERSATĂ este formată dintr-un ansamblu de MICELII COLOIDALE = grupuri mici de particule care se adună și plutesc împreună prin citoplasmă.

MIȘCARE BROWNIANĂ = o mișcare haotică, continuă.

Exemplu – Particulele din pudra de cacao NU stau pe loc în lapte, ele sunt împinse constant de laptele din jur și se mișcă haotic, neordonat. Similar, în citoplasmă, miceliile coloidale se miscă neordonat, haotic, fiind împinse constant de apa din citoplasmă.

Funcțional, citoplasma are:

o parte nestructuratã – HIALOSPLASMA,
o parte structuratã – ORGANITELE CELULARE.

Pentru această parte ne putem imagina ca citoplasma este o CIORBĂ în care HIALOPLASMA reprezintă supa, lichidul, iar ORGANITELE CELULARE reprezintă bucățele de legume, carne, amestecate în supă.

ORGANITELE CELULARE sunt de douã tipuri:

COMUNE tuturor celulelor
SPECIFICE, prezente numai în anumite celule, unde îndeplinesc FUNCȚII SPECIALE.

a. Organite comune

Organite	Structură	Funcții
1. Reticulul endoplasmatic (RE) RE neted RE rugos (ERGASTOPLASMA)	Sistem canalicular, care leagă plasmalema de stratul extern al membranei nucleare Rețea de citomembrane( ATENȚIE – LECITINA este un lipid ce intră în componența citomembranelor) cu aspect diferit, în funcție de activitatea celulară Formă diferențiată a RE. Pe suprafața externă a peretelui membranos prezintă ribozomi	Sistem circulator intracitoplasmatic Rol important în metabolismul glicogenului Rol în sinteza de proteine
2. Ribozomii (corpusculii lui Palade)	Organite bogate în ribonucleoproteine, de forma unor granule ovale sau rotunde (150–250 Å). Există ribozomi liberi în matricea citoplasmatică și asociați RE neted, care formează ergastoplasma (RE rugos)	Sediul sintezei proteice
3. Aparatul Golgi (DICTIOZOMI)	Sistem membranar format din micro- și macrovezicule și din cisterne alungite, situat în apropierea nucleului, în zona cea mai activă a citoplasmei	Excreția unor substanțe celulare
4. Mitocondriile NU EXISTĂ mitocondrii în HEMATIA ADULTĂ	Formă ovală, rotundă, cu un perete de structură trilaminară (lipoproteică). Prezintă un înveliș extern (membrana externă), urmat de un interspațiu și, spre interior, o membrană internă, plicaturată, formând creste mitocondriale. În interior se găsește matricea mitocondrială, în care se află sistemele enzimatice care realizează fosforilarea oxidativă (sinteza ATP)	Sediul fosforilării oxidative, cu eliberare de energie
5. Lizozomii	Corpusculi sferici răspândiți în întreaga hialoplasmă. Conțin enzime hidrolitice, cu rol important în celulele fagocitare (leucocite, macrofage)	Digerarea substanțelor și particulelor care pătrund în celulă, precum și a fragmentelor de celule sau țesuturi
6. Centrozomul NU EXISTĂ centrozomi în NEURONI	Situat în apropierea nucleului, se manifestă în timpul diviziunii celulare. Este format din doi centrioli cilindrici, orientați perpendicular unul pe celălalt și înconjurați de o zonă de citoplasmă vâscoasă (centrosfera)	Rol în diviziunea celulară (lipsește în neuroni)

DE ȚINUT MINTE!!

Zona de citoplasmă din APROPIEREA NUCLEULUI este zona CEA MAI ACTIVĂ a citoplasmei.

Organitele situate în apropierea nucleului, în zona cea mai activă a citoplasmei, sunt:

1. RIBOZOMII – situați chiar pe membranaEXTERNĂ a nucleului

2. RETICULUL ENDOPLASMATIC RUGOS – este legat de membrana EXTERNĂ a nucleului și se continuă în apropierea membranei celulare cu reticulul endoplasmatic neted, legat de membrana celulară. Astfel, reticulul endoplasmatic leagă membrana nucleară de membrana celulară.

3. APARATUL GOLGI

4. MITOCONDRIILE – pot fi oriunde în citoplasmă, inclusiv în apropierea nucleului

5. CENTROZOMUL

b. Organite specifice

Organite	Descriere
Miofibrilele	Sunt elemente contractile din sarcoplasma fibrelor musculare.
Neurofibrilele	Constituie o rețea care se întinde în citoplasma neuronului, în axoplasmă și în dendrite.
Corpii Nissl (CORPII TIGROIZI)	Sunt echivalenți ai ergastoplasmei ( sunt RETICULUL ENDOPLASMATIC RUGOS) pentru celula nervoasă.

4. Nucleul

Nucleul este componenta principală a celulei, coordonând procesele biologice fundamentale – conține materialul genetic, controlează metabolismul celular și transmite informația genetică.

Poziție & formă:

Poziția în celulă poate fi CENTRALĂ sau EXCENTRICĂ. (ex.: celule ADIPOASE, celule MUCOASE, au nucleul excentric = la periferia celulei = aproape de membrana celulară). CELULELE MUSCULARE STRIATE au și ele NUCLEI excentrici. NEURONII VEGETATIVI pot avea nucleul atât central, cât și excentric.
De obicei, forma nucleului urmează forma celulei.

Numărul nucleilor:

Majorittatea celulelor sunt MONONUCLEATE.
Excepții:
- BINUCLEATE (au doi nuclei) – hepatocitele (celulele din ficat)
- POLINUCLEATE (au mai mult de doi nuclei) – fibra musculară striată.
- ANUCLEATE (NU au nucleu) – hematiile adulte.

DE ȚINUT MINTE !!!

Pot avea MAI MULT de un nucleu:

HEPATOCITELE(celulele din ficat)
CELULELE MUSCULARE STRIATE( = celulele musculare care se contractă VOLUNTAR, atunci când dorim noi să le contractăm pentru a ne mișca)
NEURONII VEGETATIVI (neuronii care merg către glandele exocrine, glandele endocrine și mușchii netezi – pe care îi contractăm INVOLUNTAR, fără să ne dăm seama, exemplu – mușchiul stomacului pe care îl contractăm pentru digestie)

Dimensiuni & raport nucleu/citoplasmă:

Diametrul nucleului: 3–20 µm, în funcție de ciclul funcțional al celulei.
Raport tipic nucleu/citoplasmă: ~1/3 – 1/4. = nucleul este o treime/un sfert din citoplasmă.

STRUCTURA NUCLEULUI:

1. MEMBRANA NUCLEARĂ

- Este DUBLĂ și POROASĂ, cu structură trilaminară.
- Este alcătuită din două foițe:
  - Foița externă – orientată spre matricea citoplasmatică, prezintă ribozomi și se continuă cu reticulul endoplasmatic.
  - Foița internă – aderentă miezului nuclear.
- Între cele două foițe se află spațiul PERINUCLEAR

2. CARIOPLASMA (NUCLEOPLASMA)

Soluție coloidală cu aspect omogen, situată sub membrana nucleară.
Conține o rețea de filamente subțiri formate din granulații fine de CROMATINĂ.
La începutul diviziunii celulare, cromatina se condensează, formând CROMOZOMII.

CROMOZOMII sunt alcătuiți din:

ADN și ARN cromozomal
Proteine histonice
Proteine nonhistonice.
Cantități mici de lipide
Ioni de Calciu (Ca)
Ioni de Magneziu (Mg)

3. NUCLEOLII

- Pot fi unul sau mai mulți nucleoli într-un nucleu, în funcție de TIPUL DE CELULĂ