25
ORGANITELE CITOPLASMATICE

CURS 4.ppt

Embed Size (px)

Citation preview

  • ORGANITELE CITOPLASMATICE

  • LIZOZOMIISunt organite celulare de form sferic sau ovoidal, prezeni n citoplasma tuturor celulelor animale cu excepia hematiilor adulte. Lizozomii au fost descoperii de ctre DE DUVE n 1955 prin tehnici de fracionare celular.Diametrul lor este variabil, ntre 0,25 0,8 m.Organizare ultrastructuralLizozomii sunt alctuii din:- membran delimitant,- matrice lizozomal.Membrana lizozomal are structura comun endomembranelor, cu grosimea de aproximativ 7-8 nm. Ocazional n unele celule pot fi ntlnii lizozomi cu dubl membran delimitant sau cu membran unic ce prezint la exterior mici prelungiri numite spiculi.

  • Matricea lizozomal apare de aspect diferit la microscopul electronic. Poate fi omogen, fin granular sau heterogen, ceea ce determin un polimorfism lizozomal n fiecare celul. Sunt recunoscute dou tipuri majore de lizozomi: - lizozomi primari (omogeni),- lizozomi secundari (heterogeni) ce conin n matrice structuri granulare i membranoase. Ei sunt de trei tipuri: heterofagozomi, autofagozomi i corpii reziduali.

  • Organizare chimicLizozozmii conin, n principal, un numr mare de hidrolaze acide, fiind reprezentate de: proteaze, peptidaze, nucleaze, fosfataze, lipaze, esteraze, glucozidaze.Enzimele sunt localizate n cea mai mare parte n matricea lizozomal, unele din ele numai pe membrana lizozomal, altele i n matrice i pe membran. O parte din aceste enzime pot fi detectate i histochimic, locul lor de hidrolizare n citoplasma celulei indicnd poziia lizozomilor n citosol. Dintre acestea, fosfataza acid i arilsulfataza sunt socotite enzime marker pentru evidenierea lizozomilor.

  • Hidrolazele acide lizozomale sunt reinute n interiorul organitului de ctre membrana lizozomal care este practic impermeabil, opunndu-se trecerii lor n citosol. Eliberarea enzimelor lizozomale ar duce practic la liz urmat de moartea celulei respective.Eliberarea enzimelor lizozomale n celul are loc i n mod normal n unele fenomene de involuie fiziologic (uterul n post-partum, glanda mamar n perioada de post lactaie).Lizozomii primari sunt aceia care nu au fost nc angajai n activitate. Au talie mic, o matrice omogen sau fin granular i adeseori un set incomplet de hidrolaze acide. Sunt lizozomi tineri care au o durat de via mai scurt, de aprox. 24-48 ore.

  • Lizozomii secundari sau funcionali, au activiti enzimatice digestive. Au o durat de via mai lung (pn la cteva sptmni), talie mai mare, matrice heterogen ce conine structuri granulare, membranoase i un set enzimatic complet. Lizozomii secundari rezult din fuziunea lizozomilor primari cu diferite substane fagocitate, endocitate sau degradate din celul. Lizozomii secundari sunt reprezentai prin:- heterofagozomi lizozomi primari cu material ingerat de celul prin endocitoz,- autofagozomi lizozomi primari ce conin poriuni din celul sau organite celulare degenerate,- corpii reziduali vacuole cu reziduuri celulare nedigerabile rezultate din digestia intracelular.

  • Funcia lizozomilorLizozomii sunt organite celulare responsabile de digestia intracelular prin procesele de heterofagie sau autofagie.Heterofagozomii sau pinozomii se apropie de lizozomii primari cu care fuzioneaz, formnd o singur vacuol numit heterolizozomi, delimitat de o membran rezultat din unirea membranei heterofagozomului sau a pinozomului cu a lizozomului primar. n interiorul heterolizozomului enzimele hidrolitice lizozomale ncep procesul de digerare a produsului nglobat, proces de durat diferit ce depinde de complexitatea materialului endocitat. Se obin molecule mici de proteine, hidrai de carbon i lipide ce vor traversa membrana heterolizozomului fiind puse astfel la dispoziia celulei pentru refacerea ntregului citosol.Autofagia reprezint procesul de digestie intracitoplasmatic a organitelor celulare din celula respectiv care i-au terminat activitatea i se afl n diferite grade de dezintegrare. n jurul lor citosolul elaboreaz o endomembran delimitant pentru a le separa astfel de restul celule, rezultnd o vacuol denumit autofagozom. Acesta se unete cu lizozomii formnd autofagolizozom, ulterior procesul fiind asemntor cu al heterolizozomilor.

  • PEROXIZOMIISunt organite celulare prezente n citosolul tuturor celulelor, ei pot fi evideniai prin utilizarea reactivului DAB. Numrul peroxizomilor difer de la o celul la alta sau n aceiai celul funcie de perioada de activitate.Diametrul organutului este situat ntre 0,1 1,5 m.Organizare ultrastructuralPeroxizomii se prezint sub form de vacuole sferice sau ovoide, delimitai de endomembrane groase de 6,5-8 nm i conin o matrice fin granular, uneori cu un cristaloid (ce poate aprea format din mnunchiuri paralele de tubuli deni la fluxul de electroni, ce n seciune dau aspect de fagure de miere).Citomembrana prezint o compoziie asemntoare cu a membranei reticulului endoplasmatic, dar i difer de acesta prin unele polipeptide i enzime din structura sa.

  • Organizarea chimicPeroxizomii conin proteine, lipide i enzime speciale cum ar fi: catalaza (marker peroxizomal), uratoxidaza, D-aminoacidoxidaza, enzimele ciclului glicoxilat etc. FunciilePeroxizomii intervin n metabolismul H2O2 n dou etape: n prima etap, prin aciunea oxidazelor se produce H2O2 (hidrogen peroxid) din D i L-aminoacid, acid lactic i alte substane; n a doua etap catalazadesface hidrogenul peroxid, care este toxic pentru celul, n oxigen i ap.Prin uratoxidaz, peroxizomii sunt implicai n degradarea purinelor (adenina i guanina) i prin acestea n metabolismul acizilor nucleici.Peroxizomii pot activa i oxidarea acizilor grai (palmitatul, laureatul)

  • RIBOZOMII Sunt organite celulare intracitoplasmatice prezente n toate celulele cu excepia eritrocitelor.Ribozomii pot fi liberi n citoplasm (izolai sau grupai polizomi) i ataai de membranele reticulului endoplasmatic. Numrul ribozomilor variaz cu tipul de celul, cu momentele funcionale ale acesteia; este foarte mare n celulele secretorii angajate n sinteze de proteine. Diametrul ribozomilor este cuprins ntre 15-30 nm.Organizare ultrastructuralRibozomul este format din dou subuniti inegale ca dimensiuni i inegale n ceea ce privete constanta de sedimentare:- subunitatea mare diametru de aprox. 30 nm o form sferoidal, cu o mic depresiune nspre subunitatea mic i o constant de sedimentare egal cu 60 S;- subunitatea mic de form alungit convex-concav, diametru de 10-20 nm, o constant de sedimentare de 40 S. La rndul ei, subunitatea mic este format din dou pri inegale.

  • Organizare chimicRibozomii conin ARN, proteine, cantiti mici de ap, diferii ioni metalici, dintre care cei mai caracteristici sunt ionii de Mg i Ca.Molecula de ARN apare uor spiralat, prezentnd i segmente monocatenare nespiralate, dispuse n interiorul subunitilor unde sunt situate i proteinele ribozomale. ARN-ribozomal (ARNr) se gsete n ambele subuniti ale ribozomului i conine baze asimetrice: baze purinice (guanin i adenin cele mai abundente), baze pirimidinice (uracil i citozin).

  • Proteinele ribozomale sunt fie strns legate, fie mai lax legate de ARN, ceea ce permite mai uor acestora din urm s se elibereze n citoplasm. Proteinele sunt localizate n interiorul subunitailor. Au fost izolate peste 50 tipuri de proteine ribozomale. O parte din proteine joac un rol structural i altele intervin n asamblarea subunitilor ribozomale, iar altele par a fi implicate n funciile specifice ale ribozomilor.Biogeneza ribozomilorARNr se sintetizeaz n nucleol la nivelul moleculelor de ADN nucleolar din pars cromosoma, sub forma unui precursor ARNr (45S), iar acesta d natere repede la dou molecule ARNr 28S i ARNr 18S, care trec n partea granular a nucleolului. Mai trziu sub aciunea endonucleazelor ceea ce a rmas din ARNr 45S se desface n ARNr 41S, iar acesta din urm se desface sub aciunea exonucleazelor n ARNr 28S i ARNr 20S, ultimul fiind transformat rapid n ARNr 18S. Subunitile mici apar repede n citoplasm, inaintea subunitilor mari care sufer n nucleu un numr mai mare i mai lung de modificri. Trecute n citoplasm prin porii membranei mucleare, cele dou subuniti nc imature se maturizeaz foarte repede, se asambleaz i asociaz proteine citoplasmatice specifice ribozomului.

  • Funcia ribozomilorAceste organite reprezint n citoplasm locul de sintez al proteinelor. La nivelul polizomilor neataai membranelor retucului endoplasmatic se sintetizeaz proteinele de structur, iar la nivelul ribozomilor ataai reticulului endoplasmatic se sintetizeaz proteinele de export (enzime, hormoni, tropocolagen, anticorpi etc.).

  • RETICULUL ENDOPLASMATICSe gsete n toate tipurile de celule cu excepia hematiei adulte.RE a fost observat i descris la microscopul electronic i este mai bine reprezentat n celulele angajate n sinteze de proteine, de glucide, de lipide, apare astfel foarte bine dezvoltat n celulele secretorii exo- i endocrine.Organizare ultrastructuralRE este format din saci, cisterne, tubi, vezicule, anastomozate ntre ele. Aceste formaiuni sunt delimitate de o citomembran groas de aprox. 6 nm, cu o organizare asemntoare celorlalte citomembrane. Lumenul formaiunilor RE are un diametru variabil cuprins ntre 25 500 nm i variaz cu de momentul funcional al celulei, prezentnd i aspecte diferite la fluxul de electroni.RE este de dou tipuri: reticulul endoplasmic rugos i reticulul endoplasmic neted.

  • RER prezint pe suprafaa extern a membranei ribozomi ataai, izolai sau n grupuri active poliribozomale. Ribozomii sunt ataai prin subunitatea mare, strbtut de un canal ce se deschide n lumenul reticulului, canal pe care l strbat lanurile polipeptidice ce se formeaz pe ribozomi. RER corespunde ergastoplasmei (plasma lucrativ) din celulele foarte active n sinteze proteice (glande exo- i endocrine), corpii Berg din hepatocite, corpii Nissl din neuroni. Prin ribozomii ataai lui confer o bazofilie puternic celulei respective.RE neted nu prezint ribozomi pe membrana sa delimitant. El comunic adeseori prin canale de legtur cu RER. Este alctuit mai mult din formaiuni tubulare cu un diametru de 30 nm. Este prezent n citoplasma tuturor celulelor, dar apare mai puin bine reprezentat dect RER.

  • Un aspect particular morfologic i funcional al RE neted se ntlnete n celula muscular, unde ia i denumirea de reticul sarcoplasmatic cu rol n cuplarea excitaiei cu contracia.n celulele pigmentare ale retinei RE neted ocup aprox. 50% din citoplasm, lund pe lng aspectul tubular normal i aspectul unor formaiuni numite corpii mieloizi.

  • Organizare chimicPrin centrifugare difereniat se obine fragmentarea membranelor intracitoplasmatice i a membranei celulare, cu sedimentarea difereniat a structurilor celulare.RER i cel neted conin aprox. 60% proteine, din care o parte sunt incluse n structurile organitului, iar altele reprezint proteinele de export. Lipidele sunt n proporie de 40%, n ele predomin lecitinele i cefalinele. n RE neted ns, colesterolul apare de dou ori mai mult dect n cel rugos. n membranele RE se gsesc enzime legate de transferul de electroni ca: NADH, citocromul b3, fosfataze ca ATP-aza etc.Funciile RERER i neted prezint funcii comune, precum i funcii difereniate.

  • Funciile comune: RE formeaz un vast sistem microcirculator intracitoplasmatic care vehiculeaz n permanen substane n toat citoplasma, precum i n alte structuri cum ar fi aparatul Golgi sau spaiul perinuclear cu care RER comunic.RE are i un rol mecanic, putnd fi considerat suport intracitoplasmatic att pentru celelalte organite ct i pentru meninerea formei celulei.Prin membranele sale permite schimburi ntre citosol i formaiunile componente.Funcii difereniate: RER este organitul la nivelul cruia se sintetizeaz proteinele de export. Acestea se sintetizeaz n aprox. 1 minut la nivelul ribozomilor i polizomilor ataai membranelor reticulului, de unde n 3-5 minute, prin canalul aflat n subunitatea mare ribozomal, trec n cisternele reticulului. Traversarea prin cisterne pn la complexul Golgi dureaz 20-40 minute. Maturarea n complexul Golgi cu formarea veziculelor ce conin produs pentru export se realizeaz n aprox. 1 or.

  • RER este angajat i n sinteza unor fosfolipide (lecitina) i a unor glicoproteine integrale din membran.RE neted poate ndeplini n celule mai multe funcii:- n sinteza hormonilor steroizi,- n metabolismul glucidelor intervine n primele faze ale gliconeogenezei,- n metabolismul lipidelor i n sinteza unor lipoproteine (trigliceridele),- n detoxifiere desfoar o aciune de metabolizare a unor substane toxice endo- i extracelulare prin enzime localizate n citomembranele sale,- n cuplarea excitaiei cu contracia n celulele musculare reticulul sarcoplasmatic conduce excitaia de la suprafa ctre interiorul celulei musculare la miofilamentele contractile,- n fotosintez n celulele pigmentare din retin.

  • COMPLEXUL GOLGIEste un organit celular prezent n toate tipurile de celule cu excepia hematiei adulte.Poziia n celul este diferit dup tipul i activitatea acesteia. n neuroni, complexul Golgi este dispus perinuclear; n celulele secretorii exocrine apare supranuclear situat ntre nucleu i polul lor apical.Organizare ultrastructuralan organizarea complexului Golgi intr trei elemente componente:- pachete de saci turtii sau cisterne aezate n stiv,- microvezicule,- macrovezicule.Toate cele trei formaiuni sunt delimitate de citomembrane groase de aprox. 6-8 nm, de aspect neted, fr ribozomi ataai pe suprafaa lor.

  • Cele dou fee ale membranelor golgiene, una ndreptat ctre RE i cealalt ctre nucleu sau plasmalem, au proprieti tinctoriale diferite.Membranele sacilor i veziculelor situate la polul golgian proximal sunt mai subiri de aprox 6 nm, fiind asemntoare cu ale RE, iar membranele feelor de maturare se ngroa pn la aprox. 8 nm, devin asimetrice i se apropie ca organizare i compoziie chimic de membrana plasmatic.

  • Sacii sau cisternele golgiene, de aspect turtit, sunt paralele unele fa de altele i apar separate prin spaii regulate de 20-30 nm; sacii conin un material dens omogen, fin granular sau fin fibrilar. Ctre faa imatur sacii golgiene sunt mai mici, mai ngustai; ei devin mai lungi, mai largi i cu segmente mai dilatate ctre faa de maturare. Numrul sacilor golgieni este n general de 3-12 pentru fiecare celul, iar n unele celule de tip particular, secretor, pot ajunge pn la 20. partea periferic, lateral, a sacilor poate s prezinte pori sau prelungiri care s anastomozeze la extremiti sacii golgieni ntre ei sau s-i lege de RE.Microveziculele au un diametru de 20-80 nm, sunt nconjurate de o citomembran groas de aprox. 6 nm i aezate de obicei spre faa imatur cis a complexului Golgi. Microveziculele apar foarte heterogene ca diametru, aspect ultrastructural i funcie.Macroveziculele au un diametru cuprins ntre 100-500 nm i sunt nconjurate de o citomembran groas de 8 nm, au un coninut amorf sau granular-heterogen cu material mai condensat i inegal la fluxul de electroni. Macroveziculele se gsesc de obicei pe faa matur trans a complexului golgian, fiind socotite, n general, vacuole de secreie sau corpi de condensare a produsului secretat de celul.

  • Organizare chimicComplexul Golgi conine proteine de structur i protein-enzime (60%), precum i lipide n proporie de aprox. 40% cu procent de fosfolipide i colesterol situate ntre cele aflate n membrana RE i membrana plasmatic. Enzime marker pentru complexul Golgi sunt tiaminpirofosfataza (TPP), localizat mai ales n interiorul sacilor golgieni a feei trans, nucleoziddifosfataza (NDP), localizat n interiorul sacilor intermediari golgieni, precum i unele glicoziltransferaze.Funciile complexului GolgiPrincipala funcie a complexului Golgi este legat de procesul de secreie intracelular, deci are rol n prelucrarea i transportul produsului secretat la nivelul RE ctre veziculele de secreie. Complexul Golgi formeaz membrane pentru veziculele secretorii i din acestea mai departe pentru plasmalem.Particip activ la fluxul de membrane din citosol pn la plasmalem.Este implicat n sinteza glicoproteinelor componenta proteic primit de la RER se unete cu moleculele de hidrai de carbon de la nivelul structurilor golgiene.Formarea proteoglicanilor sulfatai (condroitinsulfaii) i a glicoproteinelor sulfatate (mucina) are loc prin procesul enzimatic de sulfatare a glicoproteinelor, realizat prin sulfotransferaza golgian.Maturarea lipoproteinelor i a albuminelor.Formarea acrozomului n gameii sexuali masculini, complexul Golgi dispus supranuclear se modific i realizeaz formaiunea denumit acrozom, care elibereaz enzime litice la contactul cu gametul sexual feminin.

  • INCLUZIUNILE CELULARECitosolul poate acumula n mod normal diferii produi ai metabolismului, pe care s-i depoziteze temporar sau definitiv n celul. Aceste depuneri, denumite incluziuni, pot fi de diferite tipuri: glucide, lipide, proteine, pigmeni, cristale i cristaloizi.n exces, acestea mpreun cu ali intermediari metabolici de natur patologic pot constitui cauza sau pot fi consecina unor maladii locale sau generale.Glucidele apar sub form de glicogen n celulele animale, n special n celulele hepatice i musculare. Glucidele se evideniaz prin colorare cu carmin Best sau prin metoda PAS, aprnd sub form de grmezi sau plaje.

  • Lipidele (n general, trigliceride) apar sub form de picturi de diferite mrimi, de obicei sferice. Ele pot fi evideniate prin colorani specifici ca Sudan, osmiu etc. Lipidele apar frecvent n celulele hepatice, n care ns prezint largi variaii cantitative n raport cu diferitele stri fiziologice sau patologice. Ele pot aprea n bul unic mare ce ocup aproape toat matricea (celule grase albe) sau sub form de picturi mici, dispersate n citosol (celule grase brune).Proteinele sunt depozitate, n special, i uneori exclusiv n granule secretorii.Pigmenii apar n mod normal sub form de granule de melanin (pigment brun negru) n celulele pigmentare sau sub form de lipofuscin (pigment galben) n celulele nervoase.Cristalele i cristaloizii pot aprea n mod normal n citosolul unor celule cum ar fi celulele Sertoli i Leydig din testicul, n nucleii unor hepatocite; pot aprea i incluziuni de fier n fagocite etc.