Fiziologie generala

Fiziologie generala

fiziologia generala studiaza legile care guverneaza functionalitatea diferitelor trepte morfo-functionale ale organismului si reglarea functionalitatii.

prin structura vie intelegem o forma de organizare a materiei avand constituenti: amino-acizi,nucleotide,glucide,lipide.

prin polimerizarea aminoacizilor esentiali (sunt in numar de 20) rezulta proteine.iar prin polimerizarea nucleotidelor rezulta acizi nucleici (ADN si ARN).

aceasta structura vie este o treapta de organizare care se exprima prin functie vie respectiv viata,intre structura si functie exista o relatie de determinare reciproca in sensul ca structura este suportul functiei si functionarea este manifestarea structurii.

Structura vie este un mod de organizare a celulelor,a organelor,a organismelor iar functia este modul in care aceste structur isi realizeaza functia.

caracteristicile structurii vii:se caracterizeaza prin activitatea metabolica,este suportul vietii si se mai caracterizeaza prin exercitatea anumitor functii.

din punct de vedere al compozitiei : 98% din masa este reprezentat de oxigen,carbon, hidrogen,azot,sulf la care se adauga pana la 99,3% elemente plastice (calciu,magneziu,sodiu), restul de 0,7% sunt oligoelemente (cupru,zinc,iod,litiu,seleniu,cobalt,fier,aluminiu, siliciu,brom). Acestea sunt dispuse intr-o solutie coloidala de macromolecule.

Materia vie este considerata un gel protoplasmatic a carui constituient dominant este apa.

in functie de compozitia in apa a tesuturilor continut mare:metabolismul crescut (substanta cenusie a creierului 85%,muschi 75%,mai putin in tesutul adipos 30%,in schelet 22% iar in smaltul dentar 0,2%)

concentratia apei este proportionala cu varsta astfel embrion 80% apa,nou-nascut 75%,la 5 ani 65%,60% adult iar sub valoare la varsnici.

deshidratarea la copil este mai severa decat la adult

constituentul fundamental al celulei este protoplasma,contine:proteine,nucleotide,glucide, lipide,vitamine si minerale ce formeaza complexe macromoleculare.

proteine structurale (din structura celulei): unele au activitate enzimatica si sunt proteinele membranare (pe de-o parte pe membrana celulara numita plasmalema si pe alta parte exista membrane intracelulare adica citomembrane : membrana reticului endoplasmatic si a mitocondrilor)

proteine insolubile sau fibrilare : sunt proteine inerte si reprezinta 24%

proteine solubile sau globulare : sunt foarte reactive metabolic

nucleoproteinele : sunt proteine conjugate a carui grupare proteica sunt acizii nucleici ADN si ARN

glucidele au rol in formarea unui complex de proteine cu rol stabilizant membranar si al stromei

lipidele formeaza structuri lipoproteice si au o dubla polaritate (hidrofila si hidrofoba) ce formeaza filme moleculare avand rol in infrastructurile membranare.

Organismul  ca sistem

prim sistem biologic intelegem o asociere de celule si organe care concura la realizarea anumitor functii.

sunt o serie de elemente aflate in interactiune astfel la organismul uman il putem considera un sistem complex format din sisteme cum sunt organele sau asocieri de organe formate din sisteme celulare

Celula ca sistem

functiile celulei sunt posibile in conditiile intretinerii reciproce a celor doua aspecte ale metabolismului:anabolismul (asimilatia) si catabolismul.Acestea stau la baza functiilor de autoreprodu-cere si a functiilor de diferentiere in slujba ansamblului.

la un organism unicelular,functia de baza a celulei este autoreproducerea realizata prin diverse functii (respiratie,digestie intracelulara,mobilitate) in timp ce la organismele pluricelulare functia de autoproducere este in slujba functiilor diferentiate.

in afara de autoreproducere,metabolismul asigura si generarea energiei biologic utilizata necesara tuturor activitatilor vitale.

dezasimilatia - intretine asimilatia prin energia furnizata din degradarea oxidativa si prin produsii de metabolism rezultati.

asimilatia - intretine dezasimilatia printr-o refacere continua a structurilor sistemului celular.

metabolismul este un proces continuu de degradare si refacere ce include reactii exergonice si endergonice,eliberandu-se energie biolobic utilizabila inmagazinata in compusi macroergici de tipul nucleotid-fosfatilor (ADP,AMP) intermediari in formarea ATP-ului.

randamentul oxidatiei biologice este de 65% la fel si la procesele asimilatorii

la baza automatismului metabolic sta nivelul energetic celular.

scaderea de ATP si cresterea de ADP actioneaza enzimele implicate in oxidatia biologica cu refacerea potentialului energetic celular

Starea functionala si capacitatea functionala celulara

starea functionala este legata de posibilitatea mentinerii structurii functionale.

starea functionala depinde de metabolism si este rezultatul raportului dintre viteza asimilatiei si viteza dezasimilatiei,daca predomina viteza asimilatiei atunci functionalitatea este la potential maxim (este perioada de crestere a celulelor si a organismului) iar daca predomina viteza dezasimilatiei se ajunge in timp la epuizarea celulara in mod fiziologic in efort fizic.

viteza dezasimilatiei este apreciata dupa consumul de oxigen iar viteza asimilatiei este apreciata dupa dinamica sintezei structurilor celulare proteice

cele doua procese se desfasoara concomitent

exista un bilant structural pozitiv (+) cand predomina asimilatia si un bilant structural negativ (-) cand predomina dezasimilatia.

pe fondul unei anumite stari functionale variaza capacitatea functionala care este proportionala cu reactivitatea celulara. Un sistem are diferite aspecte de reactivitate pentru ca nu functioneaza tot timpul la aceasi parametrii,in repaus repaus metabolismul este scazut sau bazal iar in efort se intensifica pana la viteza maxima reprezentand limita la care poate sa ajunga organismul.

amplitudinea adaptarilor este dependenta de capacitatea organismului de a intensifica metabolismul pentru a face fata solicitarii.

reactivitatea celulara este reflectata de factori neuro-umorali ca anumiti hormoni,medicamente care cresc capacitatea functiunala.

Iritabilitatea si excitabilitatea

iritabilitatea este un raspuns adaptativ la un agent extern prin schimbarea adaptativa a starii functionale si este caracteristica tuturor structurilor vii

excitabilitatea este caracteristica celulei excitabile si este o forma particulara a excitabilitatii; neuronul,celula musculara si glanulara sunt celule excitabile.

excitabilitatea este capacitatea unui sistem diferentiat de a-si modifica starea ca raspuns la variatia energetica din mediul ambiant ce actioneaza ca stimul.

stimulul este variatia unei forme energetice care trebuie sa indeplineasca trei conditii:intensitate, durata si bruschete.

pentru neuron,fibra musculara si fibra nervoasa , stimulul este influxul nervos unde variaza potentialul transmembranar iar excitantul artificial este curentul electric.

in functie de intensitate si de pragul de excitatie a structurii deosebim :

- stimuli prag sau subprag  (care are intensitate minima si raspuns minim)

- supraprag

- excitant maximal (raspuns maxim posibil)

- excitant supramaximal (raspuns maximal urmat de raspuns paradoxal)

Parametrii excitabilitatii

reobaza este pragul pentru un curent rentangular cu timp de pasaj infinit care are o valoare normala de 1- 8 mA (intensitate minima)

timpul de pasaj al curentului pentru a prodece excitatia : curentul trebuie sa actioneze un anumit timp numit timp util. Timpul util este timpul minim de pasaj al unui curent reobazic capabil sa declanseze excitatia (2-20 milisecunde).

cromaxia este timpul minim de pasaj al unui curent dublu reobazic capabil sa declanseze excitatia intr-un interval de timp de 0,1-0,6 msec , este un parametru de baza a excitabilitatii.

bruschetea este pulsul electric excitant care poate duce la instalarea  starii de acomodare,cutentul trebuie sa aiba o anumita bruschete. Curentul rentangular realizeaza bruschetea maxima.

un tesut este mai excitabil cu cat cromaxia este mai mica pentru ca scaderea cromaxiei se asociaza cu cresterea excitabilitatii hipocalcenie,hipertiroidie,hipoglicemie,alcaloza. Scaderea excitabilitatii se asociaza cu cresterea cromaxiei acidoza.

Fiziologia membraneicelulare

membrana este un mozaic fluid continand o matrice fosfolipidica formata din doua straturi opuse monomoleculare aliniate in zona lor hidrofoba-apolara,una spre cealalta,iar cu zona lor hidrofila orientata spre exterior respectiv spre interior. In acest fluid plutesc elementele proteice (modelul Singer-Nicolson).

acest model tridimensional este cel acceptat astazi si este alcatuit predominant de fosfolipide la care se adauga colesterolul si glicolipidele.

fosfolipidele cu acizii grasi nesaturati ,avand multiple duble legaturi in pozitia cis,confera fluiditate, contracarata de colesterol care la randul lui asigura stabilitatea mecanica a membranei.

proteinele membranare sunt plonjate in mixtura fosfolipidica reprezentand jumatate din masa membranara. Sunt de doua categorii:

a)      proteine periferice sau extrinseci - care vin in contact fie cu exteriorul fie cu interiorul celulei si sunt slab ancorate de matrice,prin forte electrostatice.

b)     proteine transmembranare sau intriseci - ce trapung membrana intr-una sau ambele zone fiind intim legate de lipide si sunt asimetrice atat structural cat si functionale.

dupa functiile lor proteinele membranare pot fi:

protein-enzime

externe (lipoprotein-lipaza) si interne (adenilat ciclaza)

proteine canal (pentru apa si ioni)

preteine de schimb ionic (antiport)

proteine pompe ionice

proteine transportoare

proteine receptor

proteine reglator (proteine G)

proteine de atasare (integrina) si de comunicari intercelulare (conexoni)

proteinele membranare nu sunt fixe ci se pot misca lateral sau perpendicular (internalizare sau externalizare),se pot atasa temporal formand agregate functionale complexe.

receptorul β-energic:

o receptorul catecolaminic proteina receptor

o proteina G sau reglatoare proteina reglator

o unitatea catalitica protein-enzima

Transportul prin membrana biologica:

celula fiind dependentade mediul sau realizeaza schimburi bidirectionale de substanta si informatie prin intermediul plasmalemei,schimburile de substanta presupune pe de o parte aport iar pe alta parte eliminare,ceea ce se realizeaza prin transport transmembranar.

membrana biologica este sediul unor activitati complexe dependente de permeabilitate. Permeabilitatea este strans legata de activitatea metabolica a intregii celule si variaza de la un moment la altul pentru aceasi substantain functie de schimbarile care survin in mediul extracelular sau in metabolismul celular,cu alte cuvinte permeabilitatea este selectiva si dinamica.

un aspect esential al permeabilitatii selective este asimetria adica proprietatea de a lasa sa treaca anumite substante numai intr-un singur sens.

in functie de dimensiunile substantei supuse transportului transmembranar deosebim: micro-transfer (pentru molecule si fragmente moleculare mici inclusiv microfagocitoza) si macrotransfer (pentru macromolecule,fragmente celulare sau celule),endocitoza ,exocitoza si trasncitoza.

transportul poate fi pasiv in virtutea gradientului sau activ care este contra gradientului.