Funció del Cos Humà I: Cèl·lula, Nerviós i Sentits

I 0 flashcards i 14 preguntes més al document.

Text del document

APUNTS DIAGNÒSTIC PER LA IMATGE I FUNCIÓ DEL COS HUMÀ I Grau en Infermeria Universitat Autònoma de Barcelona AprenAI 2026-2027 Apunts complets de Biologia Cel·lular, Sistema Nerviós, Genètica i Òrgans dels Sentits per a Infermeria i Ciències de la Salut a la UAB.

APREN.AI Índex Biologia Cel·lular 1 Estructura cel·lular i orgànuls Organització general: membrana plasmàtica i citoplasma Estructures no membranoses: ribosomes, centríols, cilis i flagels El sistema endomembranós: reticle endoplasmàtic, aparell de Golgi, lisosomes i vacúols Centrals bioenergètiques i control genètic: mitocondris i nucli Metabolisme cel·lular i activitats funcionals bàsiques 2 Transport a través de la membrana Proteïnes de membrana i mecanismes generals de pas Transport passiu: difusió, osmosi i filtració Transport actiu: bombes iòniques Transport mediat per vesícules: endocitosi i exocitosi 3 Cicle cel·lular, mitosi i mort cel·lular El cicle cel·lular i la capacitat de diferenciació La interfase: creixement, duplicació i punts de decisió La divisió cel·lular: cariocinesi i citocinesi Regulació del cicle cel·lular i control de la proliferació Mecanismes de mort cel·lular: necrosi versus apoptosi Sistema Nerviós 4 Histologia, potencial de membrana i impuls nerviós Organització general i cèl·lules del teixit nerviós Estructura cel·lular i varietats de neurones Organització tissular del nervi perifèric Biofísica de la membrana: potencial de repòs i excitabilitat Gènesi del potencial d'acció i propagació axonal 5 Receptors sensorials, sinapsi i arcs reflexos Classificació i transducció en els receptors sensorials Dinàmica d'adaptació, llei de projecció i contrastos Vies ascendents, interneurones i motoneurones La sinapsi química i la placa motora L'arc reflex: circuits i tipus de reflexos 6 Cervell, cerebel i tronc de l'encèfal Anatomia macroscòpica del cervell: hemisferis, solcs i lòbuls Cissures principals i cara interna dels hemisferis Funció del Cos Humà I: Cèl·lula, Nerviós i Sentits 1 Organització interna: còrtex cerebral, ganglis basals i substància blanca Funcions d'integració cortical: consciència, memòria, llenguatge i emocions Funcions sensitives, motores i dominància hemisfèrica Cerebel, diencèfal i tronc de l'encèfal Genètica Molecular 7 Estructura dels àcids nucleics i empaquetament de la cromatina Fonaments i aplicacions de la genètica molecular Composició química dels nucleòtids Organització de la doble hèlix del DNA De la cromatina al cromosoma metafàsic: nivells d'empaquetament 8 Replicació del DNA Concepte, funció biològica i sincronització celular Organització espacial: orígens, bombolles i forquetes Maquinària enzimàtica del replisoma Les etapes de la replicació: iniciació, elongació i terminació Mecanismes de fidelitat, reparació i anomalies de replicació 9 Transcripció, maduració del RNA i traducció proteica Transcripció: síntesi i característiques del RNA Maduració del pre-RNAm i l'excepció de la transcripció inversa Codi genètic: organització i propietats Aparell de traducció i etapes de la síntesi de proteïnes Citogenètica 10 Morfologia cromosòmica, cariotip humà i meiosi Morfologia i anatomia cromosòmica Cariotip humà i mètodes d'anàlisi citogenètica Bases biològiques de la meiosi Primera divisió meiòtica (Meiosi I) Segona divisió meiòtica (Meiosi II) i citocinesi 11 Gametogènesi i alteracions cromosòmiques Principis de la gametogènesi humana Ovogènesi i cicle de maduració de l'ovòcit Espermatogènesi i espermiogènesi Alteracions cromosòmiques numèriques: euploïdies i aneuploïdies Mecanismes de no-disjunció meiòtica i mitòtica Aneuploïdies autosòmiques i gonosòmiques en la clínica humana 12 Genètica Humana — Lleis de Mendel, patrons d'herència i consell genètic Terminologia fonamental de la genètica mendeliana Les tres lleis de Mendel Funció del Cos Humà I: Cèl·lula, Nerviós i Sentits 2 Arbres genealògics en genètica clínica Herència autosòmica dominant Herència autosòmica recessiva Herència lligada al sexe Herència poligènica multifactorial i consell genètic Òrgans dels Sentits 13 Anatomia i fisiologia de la visió Estructures accessòries de protecció ocular Òptica de la visió i medis transparents de l'ull Histologia de la retina i transducció fotoquímica Processament de la informació visual i via òptica Defectes refractius oculars 14 Anatomia i fisiologia de l'oïda i l'equilibri Oïda externa Oïda mitjana: caixa timpànica, membrana timpànica i trompa d'Eustaqui La cadena d'ossets Oïda interna: laberint ossi i laberint membranós Aparell vestibular i equilibri La còclea i l'òrgan de Corti en la recepció auditiva 15 Resum per repassar Biologia cel·lular i transport Sistema nerviós i transmissió sinàptica Genètica molecular i citogenètica Òrgans dels sentits (visió i oïda) Solucions de les preguntes de repàs Aquests apunts poden contenir errors o omissions.

Són un material de suport i no substitueixen el temari oficial ni el professorat: contrasta la informació important. Funció del Cos Humà I: Cèl·lula, Nerviós i Sentits 3 1 Estructura cel·lular i orgànuls EN ACABAR SABRÀS Descriure l'estructura bàsica de la membrana plasmàtica i els elements del citoplasma. Distingir les funcions específiques del reticle endoplasmàtic rugós, el reticle llis i l'aparell de Golgi. Identificar les etapes de la respiració cel·lular mitocondrial per a la generació d'energia. Diferenciar les vies catabòliques de les anabòliques dins del balanç metabòlic cel·lular.

PENSA-HI ABANS DE LLEGIR 1 Com s'aconsegueix que una cèl·lula fabriqui proteïnes per exportar a l'exterior sense degradar el seu propi citosol? La cèl·lula constitueix la unitat estructural i funcional bàsica de tots els éssers vius. La seva organització interna permet dur a terme les reaccions bioquímiques necessàries per al manteniment de la vida mitjançant compartiments especialitzats anomenats orgànuls.

Biologia Cel·lular 1 Estructura cel·lular i orgànuls 2 Transport a través de la membrana 3 Cicle cel·lular, mitosi i mort cel·lular Funció del Cos Humà I: Cèl·lula, Nerviós i Sentits 4 ESQUEMA Organització de la Biologia Cel·lular Organització general: membrana plasmàtica i citoplasma La membrana plasmàtica delimita la cèl·lula respecte al medi extracel·lular. Està formada per una doble capa lipídica a la qual s'associen diverses molècules proteiques amb funcions estructurals i reguladores. A l'interior d'aquest límit es troba el citoplasma, integrat per tres elements fonamentals: Citosol: medi aquós intern on es troben suspesos els compostos cel·lulars.

Citoesquelet: xarxa de filaments proteics que manté la forma cel·lular i permet el moviment intern. Orgànuls cel·lulars: estructures especialitzades en funcions metabòliques concretes. Estructures no membranoses: ribosomes, centríols, cilis i flagels Els ribosomes són estructures globulars sense membrana amb una textura porosa. Es poden localitzar dispersos lliurement pel citosol o bé adherits a la cara externa del reticle endoplasmàtic rugós. Cada ribosoma està integrat per dues unitats: la subunitat petita i la subunitat gran. Ambdues romanen separades al citoplasma i només s'uneixen quan té lloc la síntesi de noves proteïnes.

Els centríols se situen al citoplasma, en una posició propera al nucli cel·lular. Es presenten en parelles de dos cilindres buits amb parets constituïdes per filaments proteics anomenats centres cel·lulars.

La seva missió consisteix a dirigir el desplaçament dels filaments del citoesquelet i dels microtúbuls que Biologia Cel·lular Unitat estructural i funcional dels éssers vius Estructura Cel·lular Membrana, citoplasma i nucli Orgànuls no membranosos Ribosomes, centríols i prolongacions Sistema endomembranós RER, REL, Golgi, lisosomes i vacúols Orgànuls bioenergètics Mitocondris i producció d'ATP Transport de Membrana Mecanismes passius i actius de pas Cicle i Divisió Cel·lular Mitosi, interfase i mort cel·lular Funció del Cos Humà I: Cèl·lula, Nerviós i Sentits 5 separen els cromosomes en la divisió cel·lular (per al detall del procés de divisió, vegeu «Biologia Cel·lular — Cicle cel·lular, mitosi i mort cel·lular»).

A la superfície externa d'algunes cèl·lules es formen prolongacions mòbils: Cilis: abundants i curts, recobreixen àmplies zones de la superfície; generen turbulències en el fluid circumdant per atreure partícules alimentàries. Flagels: molt llargs i escassos (generalment un o dos per cèl·lula); la seva ondulació aconsegueix la locomoció o desplaçament de tota la cèl·lula. COMPROVA-HO 2 Quina condició estructural fa que les dues subunitats d'un ribosoma s'acoblin?

El sistema endomembranós: reticle endoplasmàtic, aparell de Golgi, lisosomes i vacúols El sistema de membranes internes processa, distribueix i degrada molècules cel·lulars mitjançant compartiments interconnectats: PROCÉS Flux de síntesi i secreció vesicular El reticle endoplasmàtic rugós (RER) està format per cisternes aplanades comunicades entre si i amb el reticle endoplasmàtic llis. Presenta ribosomes adherits a la seva cara citoplasmàtica. La seva funció és sintetitzar les proteïnes i els fosfolípids destinats a les membranes, a més de generar proteïnes de secreció.

Aquestes proteïnes són introduïdes al lumen de les cisternes durant la seva síntesi i després s'empaqueten en vesícules de transport. El reticle endoplasmàtic llis (REL) es distingeix per no tenir ribosomes associats. Conté una gran quantitat d'enzims a la seva membrana especialitzats en el metabolisme lipídic.

En ell es produeixen pràcticament tots els lípids de les membranes (fosfolípids, glicolípids i colesterol), així com hormones RER Síntesi de proteïnes de secreció als ribosomes 1 Vesícules de transport Traspàs de productes des del reticle cap a Golgi 2 Golgi (cara cis) Recepció de molècules immadures 3 Cisternes de Golgi Maduració i glicosilació de macromolècules 4 Golgi (cara trans) Classificació cap a lisosomes o secreció externa 5 Funció del Cos Humà I: Cèl·lula, Nerviós i Sentits 6 esteroides. Intervé directament en la síntesi, emmagatzematge i transport d'aquestes substàncies lipídiques.

L'aparell de Golgi manté una polaritat funcional definida amb una cara cis (d'entrada, orientada cap al reticle) i una cara trans (de sortida, cap a la membrana). Desenvolupa tasques clau: Maduració, acumulació, transport i secreció de proteïnes procedents del reticle endoplasmàtic. Glicosilació de lípids i proteïnes mitjançant l'addició de cadenes glucídiques. Síntesi de polisacàrids cel·lulars. Els lisosomes són vesícules que es desprenen de l'aparell de Golgi i contenen enzims digestius especialitzats en degradar biomolècules. D'altra banda, els vacúols són orgànuls delimitats per una membrana unitària amb un contingut intern aquós.

Es formen a partir del reticle endoplasmàtic, de l'aparell de Golgi o per invaginacions de la membrana plasmàtica. Les seves funcions comprenen l'acumulació de grans volums d'aigua, l'emmagatzematge de substàncies específiques i el transport intracel·lular. ERROR FREQÜENT Confondre les funcions del RER i del REL és un error comú en els exàmens. Recorda que el RER sintetitza proteïnes (gràcies als seus ribosomes) i fosfolípids de membrana, mentre que el REL manca de ribosomes i s'encarrega de la síntesi de lípids complexos (colesterol, glicolípids, hormones esteroides), a més del seu emmagatzematge.

Centrals bioenergètiques i control genètic: mitocondris i nucli Els mitocondris són els orgànuls encarregats de subministrar energia a la cèl·lula mitjançant la respiració cel·lular. Aquest procés aeròbic consta de dues etapes estretament acoblades: El nucli cel·lular conté el material genètic (DNA). Està delimitat per un embolcall de membrana doble. El medi intern nuclear s'anomena nucleoplasma, on es troben immerses les fibres de DNA associades a proteïnes, anomenades cromatina (la seva estructura molecular i empaquetament es tracten a «Genètica Molecular — Estructura dels àcids nucleics i empaquetament de la cromatina»).

Orgànul o estructura Presència de membrana Ubicació / Característica Funció principal Ribosomes Sense membrana Citosol o adherits al RER Síntesi de cadenes polipeptídiques Centríols Sense membrana Prop del nucli (cilindres) Organització del citoesquelet i divisió cel·lular RER Membrana simple (cisternes) Continu amb el REL i l'embolcall nuclear Síntesi de proteïnes de secreció i fosfolípids Cicle de Krebs: té lloc a la matriu mitocondrial per degradar metabòlits. 1 Cadena respiratòria: es produeix a la membrana interna del mitocondri i permet la síntesi d'ATP com a dipòsit d'energia química reutilitzable.

2 Funció del Cos Humà I: Cèl·lula, Nerviós i Sentits 7 Orgànul o estructura Presència de membrana Ubicació / Característica Funció principal REL Membrana simple (túbuls) Continu amb el RER Síntesi de lípids, colesterol i esteroides Aparell de Golgi Membrana simple (polaritzat) Cares cis i trans Maduració, glicosilació i secreció Lisosomes Membrana simple Vesícules derivades del Golgi Digestió cel·lular enzimàtica Vacúols Membrana simple unitària Interior aquós Emmagatzematge d'aigua i transport Mitocondris Doble membrana Matriu i membrana interna plegada Respiració cel·lular i producció d'ATP Nucli Doble membrana Conté nucleoplasma i cromatina Protecció i gestió del material genètic COMPROVA-HO 3 En quins dos espais subcel·lulars del mitocondri tenen lloc les fases de la respiració cel·lular?

Metabolisme cel·lular i activitats funcionals bàsiques El metabolisme és el conjunt de reaccions físiques i químiques que es produeixen al citoplasma per sostenir la vida cel·lular i de tot l'organisme. Es divideix en dues branques complementàries: Catabolisme: reaccions degradatives orientades a obtenir energia metabòlica. Anabolisme: processos de construcció molecular que requereixen l'aportació d'energia química en forma d'ATP. L'energia obtinguda en forma d'ATP s'inverteix en diverses tasques anabòliques i de manteniment: Síntesi de citoplasma per a la regeneració i creixement cel·lular. Treball mecànic vinculat a la contracció de la cèl·lula.

Treball elèctric emprat en la conducció d'impulsos bioelèctrics. Transport de substàncies a través de la membrana plasmàtica (per aprofundir en els mecanismes concrets, vegeu «Biologia Cel·lular — Transport a través de la membrana»). Al llarg del seu cicle vital, la cèl·lula manté un equilibri dinàmic, garantint l'estabilitat dels seus components citoplasmàtics i controlant el flux net de matèria mitjançant el pas continu de substàncies a través de la membrana. Segons la seva diferenciació en teixits, les cèl·lules s'especialitzen en activitats funcionals concretes: Absorció: cèl·lules intestinals per captar nutrients. Nutrició: cèl·lules de l'aparell digestiu.

Funció del Cos Humà I: Cèl·lula, Nerviós i Sentits 8 Excreció: cèl·lules renals encarregades de filtrar i eliminar desfets. Conductivitat: neurones transmissor d'impulsos. Contractilitat: cèl·lules musculars orientades al moviment. Creixement: cèl·lules formadores d'ossos o cabell. Reproducció: cèl·lules dedicades a la perpetuació biològica. COMPROVA-HO 4 Per a quins quatre treballs cel·lulars essencials utilitza l'anabolisme l'energia emmagatzemada en forma d'ATP? IDEES CLAU La membrana plasmàtica està formada per una doble capa lipídica amb proteïnes que controla la individualitat cel·lular.

Els ribosomes sintetitzen proteïnes quan s'acoblen les seves subunitats petita i gran, podent actuar al citosol o associats al reticle endoplasmàtic rugós. El RER sintetitza proteïnes de secreció i fosfolípids de membrana, mentre que el REL sintetitza lípids, colesterol i derivats esteroides. L'aparell de Golgi modifica, empaqueta i secreta molècules procedents del reticle i origina els lisosomes digestius. El mitocondri obté ATP mitjançant el cicle de Krebs a la matriu i la cadena respiratòria a la membrana interna. El metabolisme manté un equilibri dinàmic entre el catabolisme (alliberament d'energia) i l'anabolisme (consum d'ATP per a treball i síntesi). COMPROVA EL QUE HAS APRÈS 5.

Quina diferència funcional i estructural bàsica existeix entre el reticle endoplasmàtic rugós i el llis? 6. Com intervenen els centríols en la dinàmica cel·lular? 7. En què es distingeixen el catabolisme i l'anabolisme dins del metabolisme cel·lular? Funció del Cos Humà I: Cèl·lula, Nerviós i Sentits 9 BIOLOGIA CEL·LULAR 2 Transport a través de la membrana EN ACABAR SABRÀS Distingir el transport passiu del transport actiu segons la despesa energètica i el gradient electroquímic. Descriure el funcionament estequiomètric de la bomba de sodi-potassi i de la bomba de calci- sodi. Diferenciar els processos d'endocitosi (fagocitosi i pinocitosi) i d'exocitosi vesicular.

Preveure el flux osmòtic de l'aigua en medis isotònics, hipertònics i hipotònics. PENSA-HI ABANS DE LLEGIR 8 Per què les neurones i les cèl·lules musculars necessiten gastar constantment energia per mantenir diferències d'ions a banda i banda de la membrana? Proteïnes de membrana i mecanismes generals de pas La cèl·lula necessita intercanviar molècules amb el medi extern per mantenir l'homeòstasi i dur a terme les seves funcions metabòliques (vegeu «Biologia Cel·lular — Estructura cel·lular i orgànuls»). Les proteïnes integrals incrustades a la bicapa lipídica regulen aquest trànsit actuant com a comportes o transportadors específics.

Esquema de difusió simple, difusió facilitada i transport actiu transmembrana. Funció del Cos Humà I: Cèl·lula, Nerviós i Sentits 10 Segons la seva estructura i funció, distingim dues categories essencials de proteïnes d'intercanvi: Proteïnes de canal: formen túnels hidrofílics o porus aquosos que travessen la bicapa lipídica. Permeten exclusivament el transport passiu a favor de gradient, sense cap despesa energètica. Alguns porus aquosos simples estan oberts de manera permanent i faciliten preferentment el pas d'aigua. En canvi, els canals iònics disposen de comportes amb obertura selectiva i específica per a ions concrets, com ara el sodi ( ) o el potassi ( ).

Proteïnes transportadores (també anomenades carriers o permeases): s'uneixen específicament al solut i experimenten un canvi conformacional tridimensional que permet transferir la molècula a l'altre costat de la membrana. Poden intervenir tant en el transport passiu (difusió facilitada) com en el transport actiu, consumint energia química en forma d'ATP. DEFINICIÓ El transport passiu és el moviment espontani de substàncies des d'un medi de major concentració cap a un de menor concentració, sense consum d'energia per part de la cèl·lula.

El transport actiu desplaça soluts en contra del gradient electroquímic, des de zones de baixa concentració cap a zones d'alta concentració, requerint consum directe d'ATP. COMPROVA-HO 9 Quina diferència funcional existeix en el mecanisme de transferència d'una proteïna de canal respecte a una transportadora? Transport passiu: difusió, osmosi i filtració El transport passiu es fonamenta en lleis físiques espontànies. Les molècules es desplacen a favor de gradient fins a assolir un equilibri dinàmic en què les concentracions a banda i banda de la membrana s'igualen.

Dins d'aquesta modalitat trobem processos diferents: Difusió simple: les partícules solubles travessen directament la bicapa lipídica a favor de gradient. Difusió facilitada: utilitza canals o proteïnes transportadores per permetre el pas de molècules que no poden creuar lliurement la capa lipídica. Osmosi: és la difusió de l'aigua a través d'una membrana semipermeable cap a la regió amb major concentració de soluts per tal d'equilibrar les concentracions relatives. Diàlisi: procés físic basat en la separació de soluts a través d'una barrera porosa seguint gradients de concentració.

El comportament cel·lular depèn directament de la tonicitat de la solució extracel·lular respecte al citoplasma: Tipus de medi Concentració relativa de soluts Comportament de l'aigua i estat cel·lular Isotònic Igual concentració a l'interior i a l'exterior Flux net nul; la cèl·lula manté el seu volum i forma intactes. Na+ K+ Funció del Cos Humà I: Cèl·lula, Nerviós i Sentits 11 Tipus de medi Concentració relativa de soluts Comportament de l'aigua i estat cel·lular Hipertònic Major concentració fora de la cèl·lula L'aigua surt de la cèl·lula cap a l'exterior per osmosi; es produeix deshidratació i retracció cel·lular.

Hipotònic Menor concentració fora de la cèl·lula L'aigua entra a la cèl·lula massivament; augmenta el volum intern i pot provocar la ruptura osmòtica. A més de la difusió, la filtració constitueix un altre fenomen passiu. En aquest cas, el desplaçament es regeix per un gradient de pressió hidrostàtica, definida com la força o pes que un fluid exerceix contra una superfície determinada. Les molècules flueixen des de les zones de major pressió cap a les de menor pressió a través de membranes permeables o semipermeables (com la membrana plasmàtica, que deixa passar aigua i determinats soluts però no tots).

Un clar exemple fisiològic el trobem en la pressió sanguínia generada pel cor i transmesa a través de les artèries cap als capil·lars corporals. COMPROVA-HO 10 Cap a on es mourà l'aigua d'un eritròcit si se submergeix en una solució molt concentrada de sals (medi hipertònic)? Transport actiu: bombes iòniques El transport actiu és dut a terme per proteïnes transportadores especialitzades que mobilitzen partícules contra gradient de concentració mitjançant el consum d'energia metabòlica en forma d'ATP. Els sistemes més rellevants en fisiologia humana són les bombes d'ions: Bomba de sodi-potassi ( ): present a totes les cèl·lules de l'organisme.

Per cada cicle funcional, aquesta bomba expulsa 3 ions de Na+ cap a l'exterior i introdueix 2 ions de K+ cap a l'interior consumint 1 molècula d'ATP. Aquesta asimetria iònica és indispensable per mantenir el potencial de repòs de la membrana neuronal, permetre la propagació de l'impuls nerviós (vegeu «Sistema Nerviós — Histologia, potencial de membrana i impuls nerviós») i fer funcionar el mecanisme de contracorrent a les nefrones del ronyó. Bomba de calci-sodi: intercanvia ions per controlar els nivells citoplasmàtics de calci ( ). Les variacions ràpides de calci intracel·lular responen a diversos estímuls i activen la contracció de les fibres musculars.

La seva regulació és vital: si la concentració de a la fase aquosa del citoplasma s'eleva excessivament, es pot desencadenar la mort cel·lular (vegeu «Biologia Cel·lular — Cicle cel·lular, mitosi i mort cel·lular»). ERROR FREQÜENT Confondre la quantitat i la direcció dels ions a la bomba de sodi-potassi fa perdre punts: recorda que sempre s'expulsen 3 Na+ i s'introdueixen 2 K+ (3 positius surten, 2 positius entren) a canvi d'1 ATP. No inverteixis el sentit ni assignis xifres iguals a ambdós ions.

Na /K + + Ca2+ Ca2+ Funció del Cos Humà I: Cèl·lula, Nerviós i Sentits 12 PROCÉS Cicle operatiu de la bomba sodi-potassi COMPROVA-HO 11 Quina conseqüència greu té un augment descontrolat de calci en la fase aquosa citoplasmàtica? Transport mediat per vesícules: endocitosi i exocitosi Les partícules grans, els macromolècules o els grans volums de fluid no poden creuar a través de porus proteics ni per canals integrals. Per traslladar-les, la cèl·lula recorre a la formació i fusió de vesícules membranoses, un mecanisme actiu que requereix una despesa energètica constant. Unió de 3 Na Tres ions sodi citoplasmàtics s'uneixen als llocs d'alta afinitat de la proteïna.

1 Consum d'1 ATP La proteïna hidrolitza una molècula d'ATP provocant un canvi conformacional. 2 Expulsió de sodi Els tres ions de Na són alliberats cap a l'espai extracel·lular. 3 Unió de 2 K Dos ions potassi del medi extracel·lular s'uneixen a la cara externa. 4 Entrada de potassi La proteïna recupera la forma inicial i allibera els dos K al citoplasma. 5 Funció del Cos Humà I: Cèl·lula, Nerviós i Sentits 13 Esquema del cicle vesicular d'endocitosi, processament lisosòmic i exocitosi cel·lular.

Aquest trànsit vesicular s'organitza en dues vies segons el sentit de la càrrega: Tipus de transport Consum energètic Mecanismes i sistemes associats Direcció respecte al gradient Transport passiu Sense consum d'ATP Difusió simple, difusió facilitada, osmosi, diàlisi i filtració A favor de gradient (de major a menor concentració o pressió) Transport actiu Amb consum d'ATP Bombes iòniques ( , calci- sodi), fagocitosi, pinocitosi i exocitosi En contra de gradient o mitjançant deformació vesicular activa Endocitosi: captura i introducció de material des de l'espai extracel·lular cap a l'interior cel·lular mitjançant la invaginació de la membrana plasmàtica i la posterior formació de vesícules.

Es divideix en dues modalitats: Fagocitosi: ingestió de partícules sòlides grans i insolubles, que queden tancades en vesícules de grans dimensions. Mitjançant aquest mecanisme, certes cèl·lules capturen nutrients o microorganismes de l'exterior per al seu posterior processament digestiu. Pinocitosi: internalització inespecífica de líquids extracel·lulars i soluts dissolts mitjançant vesícules petites (un procés habitual en estructures com l'endoteli dels capil·lars sanguinis). 1 Exocitosi: procés d'expulsió de substàncies des del medi intern cap a l'espai exterior.

Les vesícules citoplasmàtiques (sovint procedents de vies de secreció o residus) es desplacen cap a la superfície cel·lular, es fusionen amb la membrana plasmàtica i aboquen el seu contingut líquid o sòlid fora de la cèl·lula, restaurant a la vegada la superfície membranosa. 2 Na /K + + Funció del Cos Humà I: Cèl·lula, Nerviós i Sentits 14 COMPROVA-HO 12 Com es distingeixen la fagocitosi i la pinocitosi pel que fa a la mida i naturalesa del material internalitzat? IDEES CLAU El transport passiu es realitza a favor de gradient de concentració o de pressió i no consumeix energia en forma d'ATP.

L'osmosi és el pas d'aigua a través d'una membrana semipermeable des de la regió amb menor concentració de solut cap a la de major concentració. La filtració desplaça substàncies a través de la membrana des de zones de major pressió hidrostàtica cap a zones de menor pressió. La bomba manté els gradients iònics expulsant 3 i introduint 2 per cada molècula d'ATP hidrolitzada. L'endocitosi (fagocitosi de sòlids i pinocitosi de líquids) i l'exocitosi mobilitzen materials mitjançant vesícules amb consum d'energia. COMPROVA EL QUE HAS APRÈS 13. Quants ions de cada tipus intercanvia la bomba sodi-potassi en cada cicle i amb quina despesa d'ATP? 14.

Per quina força física es regeix el procés de filtració cel·lular? BIOLOGIA CEL·LULAR 3 Cicle cel·lular, mitosi i mort cel·lular EN ACABAR SABRÀS Distingir les etapes de la interfase cel·lular i la rellevància del punt de restricció R. Descriure la seqüència cronològica de la mitosi identificant els fets diferencials de cada fase. Diferenciar les característiques estructurals i immunològiques de la necrosi respecte a l'apoptosi. PENSA-HI ABANS DE LLEGIR 15 Per què una cèl·lula adulta normal no pot dividir-se indefinidament al llarg del temps?

Na /K + + Na+ K+ Funció del Cos Humà I: Cèl·lula, Nerviós i Sentits 15 El cicle cel·lular i la capacitat de diferenciació El cicle cel·lular comprèn la seqüència temporal d'esdeveniments i transformacions estructurals que experimenta una cèl·lula des que s'origina fins que es divideix per generar dues noves cèl·lules filles. En els organismes mamífers, la durada d'aquest procés és variable segons el teixit, però dura habitualment entre 10 i 30 hores.

Aquest ritme està condicionat directament per la quantitat de cèl·lules que l'organisme requereix en cada moment i per la disponibilitat de nutrients a l'entorn (per exemple, les diferències nutricionals expliquen per què varia el ritme de creixement infantil entre diferents poblacions). Pel que fa al potencial de diferenciació, cal distingir dos estats cel·lulars essencials: Cèl·lules totipotencials: com l'òvul fecundat i les cèl·lules inicials derivades de les seves primeres divisions, capaces de formar qualsevol estirp cel·lular de l'organisme.

Cèl·lules diferenciades: cèl·lules especialitzades que han assolit un estat madur; quan es divideixen, només poden originar cèl·lules de la seva mateixa tipologia concreta. CICLE Fases principals del cicle cel·lular 1. Fase G1: Creixement cel·lular i biosíntesi activa 2. Punt R: Decisió irreversible de divisió mitjançant ciclines D 3. Fase S: Duplicació completa del DNA i centríols 4. Fase G2: Síntesi de proteïnes de divisió i màxima condensació 5. Mitosi: Cariocinesi o repartiment equitatiu dels cromosomes 6.

Citocinesi: Segmentació equatorial del citoplasma cel·lular 1 Fase G1 2 Punt R 3 Fase S 4 Fase G2 5 Mitosi 6 Citocinesi Funció del Cos Humà I: Cèl·lula, Nerviós i Sentits 16 Esquema de les etapes del cicle cel·lular, incloent interfase i fase M. La interfase: creixement, duplicació i punts de decisió La interfase constitueix el període comprès entre l'aparició d'una cèl·lula i l'inici de la seva divisió. Ocupa la major part del cicle i es divideix en tres etapes consecutives: Fase G1 Correspon al període de creixement i compliment de les funcions cel·lulars específiques.

Durant aquesta fase s'observa la màxima activitat de biosíntesi tant d'RNA com de proteïnes (vegeu «Genètica Molecular — Transcripció, maduració del RNA i traducció proteica»). El material genètic es troba completament dispers al nucli en forma de grànuls de cromatina. La durada de G1 és la més heterogènia de tot el cicle: pot durar des d'un sol dia fins a perllongar-se durant tota la vida de la cèl·lula. El pas per G1 depèn de l'equilibri entre dos tipus de senyals: Estímuls mitogènics: vehiculats per factors de creixement que estimulen la producció de ciclines D.

Aquestes proteïnes permeten assolir el punt de restricció (punt R), un llindar crític superat el qual la cèl·lula es compromet de manera irreversible a completar el cicle cel·lular i entrar a la fase S. Estímuls citostàtics: senyals que frenen la mitosi i indueixen la cèl·lula a sortir cap a la fase G0, un estat de repòs o latència proliferativa on no hi ha progressió cap a la divisió. Fase S En aquesta fase preparatòria s'inicia i es culmina la duplicació de tot el DNA nuclear (vegeu «Genètica Molecular — Replicació del DNA»). Paral·lelament, la cromatina comença a condensar-se fent visibles els cromosomes, i els centríols inicien també la seva duplicació.

Funció del Cos Humà I: Cèl·lula, Nerviós i Sentits 17 Fase G2 La cèl·lula manté la mateixa quantitat de DNA sintetitzada a la fase S, mentre els cromosomes assoleixen el seu grau màxim de condensació, fent-se clarament perceptibles al microscopi. Durant aquest estadi s'activa la síntesi de proteïnes estructurals essencials per dur a terme la divisió, finalitzant just quan arrenca la mitosi. COMPROVA-HO 16 Quina conseqüència té sobre la cèl·lula el fet de no assolir el punt R durant la fase G1? La divisió cel·lular: cariocinesi i citocinesi La mitosi o fase M és el procés mitjançant el qual es distribueix equitativament el material genètic prèviament duplicat cap a dos nous nuclis cel·lulars.

Consta de la cariocinesi (divisió nuclear estructurada en quatre etapes) i de la posterior citocinesi (partició citoplasmàtica). PROCÉS Seqüència d'esdeveniments de la cariocinesi 1 Profase Condensació de cromosomes i formació del fus mitòtic 2 Metafase Desintegració de membrana i unió al fus 3 Anafase Escurçament de microtúbuls i separació cromatídica 4 Telofase Agrupament polar i reconstrucció de l'embolcall nuclear Les quatre fases de la cariocinesi presenten els següents esdeveniments essencials: Immediatament després de la cariocinesi s'executa la citocinesi. Aquest procés consisteix en la partició física del citoplasma, mitjançant una constricció que comença a la regió equatorial.

Si aquest pas no es produeix de forma correcta, el resultat serà una cèl·lula binucleada. Profase: marca l'inici efectiu de la divisió. Al nucli es diferencien amb nitidesa els cromosomes, formats cadascun per dues cromàtides unides pel centròmer. Simultàniament es construeix el fus mitòtic integrat per microtúbuls i es constitueixen les estructures radials de l'àster. 1 Metafase: etapa de curta durada. La membrana cel·lular/nuclear es desintegra, els microtúbuls del fus s'estenen d'un pol a l'altre de la cèl·lula i els cromosomes s'ancoren als microtúbuls del fus orientant-se cap a la zona central.

2 Anafase: amb els cromosomes situats a la placa equatorial, es produeix l'escurçament dels microtúbuls cinetocòrics i del semifus, juntament amb l'allargament de la regió interzonal. Això genera el desplaçament actiu i simètric de les cromàtides cap als pols cel·lulars oposats. 3 Telofase: els cromosomes queden agrupats als pols respectius, els microtúbuls interzonals s'organitzen en un feix únic i comença a formar-se l'esbós del nou embolcall nuclear al voltant de cada dotació cromosòmica. 4 Funció del Cos Humà I: Cèl·lula, Nerviós i Sentits 18 ERROR FREQÜENT Confondre cariocinesi amb citocinesi.

La cariocinesi és exclusivament la partició i repartiment dels cromosomes al nucli (profase, metafase, anafase i telofase), mentre que la citocinesi és l'estrangulament del citoplasma. No són termes sinònims; de fet, si falla la citocinesi, s'obté una cèl·lula viable amb dos nuclis complets. Regulació del cicle cel·lular i control de la proliferació La divisió de les cèl·lules es troba sotmesa a un control estricte que impedeix tant el dèficit com l'excés de teixit: Sistemes de retroalimentació: quan un teixit necessita un major nombre d'efectors, s'estimula el cicle; a mesura que les cèl·lules disminueixen, s'inactiven mecanismes d'inhibició per permetre noves divisions de reemplaçament.

Posició i inhibició per contacte: la disposició de les cèl·lules a la matriu influeix en la seva activitat. A la dermis, per exemple, les cèl·lules basals continuen proliferant activament, mentre que aquelles que ocupen posicions perifèriques deixen de dividir-se; aquest equilibri està regulat per factors de creixement (com la proteïna U). Gens de ciclines i cinases dependents de ciclines (CDK): aquests enzims coordinen la progressió ordenada del cicle cel·lular. Quan estan mutats o desregulats, poden actuar com a oncògens (promovent proliferació descontrolada) o com a gens supressors de tumors (frenant el cicle si hi ha danys).

Les cèl·lules humanes normals no posseeixen capacitat proliferativa il·limitada; estan regulades per un rellotge biològic intern que programa el seu nombre màxim de duplicacions. En contraposició, les cèl·lules cancerígenes eludeixen aquests frens: requereixen factors de creixement per sobreviure, presenten una capacitat de creixement indefinit i operen mitjançant mecanismes autònoms anòmals. COMPROVA-HO 17 Quin paper juguen les cèl·lules basals en comparació amb les perifèriques a teixits com la dermis pel que fa a la divisió cel·lular?

Mecanismes de mort cel·lular: necrosi versus apoptosi La mort d'una cèl·lula pot tenir lloc mitjançant dos mecanismes fonamentals de naturalesa biològica oposada: una fallada destructiva accidental o un programa intern de suïcidi cel·lular altament controlat. Paràmetre Necrosi Apoptosi Naturalesa del procés Mort accidental, violenta i no prevista per la cèl·lula. Mort cel·lular programada genèticament («suïcidi»). Origen del senyal Causes externes que lesionen greument l'estructura cel·lular. Instruccions del genoma davant senyals d'alarma (mutacions, infecció viral) o senescència.

Funció del Cos Humà I: Cèl·lula, Nerviós i Sentits 19 Paràmetre Necrosi Apoptosi Morfologia i integritat Ruptura de la membrana plasmàtica i abocament del contingut intern a l'espai extracel·lular. Autodestrucció ordenada: les restes cel·lulars s'empaqueten de manera aïllada. Resposta immunitària Atracció de limfòcits i generació de processos inflamatoris tissulars. Reciclatge silenciós de components que evita qualsevol reacció inflamatòria. Límit proliferatiu No relacionat directament amb el límit replicatiu genètic. Establert pel límit o número de Hayflick, que determina el nombre màxim de divisions possibles abans de la mort cel·lular.

DEFINICIÓ El límit de Hayflick és el nombre màxim de divisions mitòtiques que pot dur a terme una cèl·lula somàtica humana normal abans d'aturar la seva proliferació de forma definitiva i activar el programa de mort cel·lular programada. IDEES CLAU La durada del cicle cel·lular en mamífers se situa habitualment entre les 10 i les 30 hores. El punt de restricció (R) a la fase G1, controlat per ciclines D, determina si la cèl·lula avança cap a la divisió o roman en latència a G0. A la fase S té lloc la replicació completa del DNA i la duplicació dels centríols, mentre que a G2 es preparen les proteïnes per a la mitosi.

La mitosi o cariocinesi distribueix equitativament els cromosomes en quatre etapes (profase, metafase, anafase i telofase), seguida de la citocinesi citoplasmàtica. La necrosi és una mort passiva i accidental amb trencament cel·lular i inflamació, a diferència de l'apoptosi, que és un procés programat, net i sense resposta inflamatòria. COMPROVA EL QUE HAS APRÈS 18. Quina funció tenen les ciclines D al cicle cel·lular? 19. En quina fase de la cariocinesi s'observa l'escurçament dels microtúbuls cinetocòrics i la migració de les cromàtides? 20. Per què l'apoptosi no produeix inflamació a diferència de la necrosi?

Funció del Cos Humà I: Cèl·lula, Nerviós i Sentits 20 Test Encercla la resposta correcta. Les solucions són al final. 21. Quin orgànul s'encarrega directament de la glicosilació de proteïnes i lípids? 22. A quin espai del mitocondri té lloc el cicle de Krebs? 23. Quina funció específica desenvolupen els cilis en la superfície cel·lular? 24. Quin component NO requereix despesa directa d'ATP anabòlic segons les activitats descrites? 25. Quin tipus de transport mou substàncies en contra del gradient de concentració consumint ATP? 26. Què succeeix amb el moviment net d'ions a la bomba de sodi-potassi? 27.

Com s'anomena la incorporació de partícules sòlides i insolubles de gran mida mitjançant vesícules? 28. Com respon una cèl·lula col·locada en un medi hipertònic? 29. Quin és el llindar de la fase G1 que compromet la cèl·lula a completar la divisió cel·lular?

Mitocondri a) Reticle endoplasmàtic llis b) Aparell de Golgi c) Lisosoma d) A la matriu mitocondrial a) A la membrana externa b) A la membrana interna c) A l'espai intermembranós d) Propulsar tota la cèl·lula ràpidament a) Degradar components mitjançant enzims b) Sintetitzar la paret cel·lular c) Crear turbulències per atreure aliment d) Alliberament de calor catabòlic a) Síntesi de citoplasma b) Treball elèctric de conducció c) Treball mecànic de contracció d) Difusió facilitada a) Osmosi b) Difusió simple c) Transport actiu d) Entren 3 Na i surten 2 K a) Surten 2 Na i entren 2 K b) Entren 2 Na i surten 3 K c) Surten 3 Na i entren 2 K d) Diàlisi a) Fagocitosi b) Pinocitosi c) Exocitosi d) S'infla per entrada massiva d'aigua a) Perd aigua per osmosi i s'encongeix b) Manté exactament el seu volum cel·lular c) Expulsa soluts mitjançant filtració activa d) L'entrada a l'estat G0 a) El punt de restricció R b) El límit de Hayflick c) La formació de l'àster d) Funció del Cos Humà I: Cèl·lula, Nerviós i Sentits 21 30.

Durant quina etapa mitòtica es produeix la desintegració de la membrana nuclear i l'alineació cromosòmica? 31. Quin fenomen caracteritza el límit o nombre de Hayflick en cèl·lules humanes? 32. Quina característica distingeix la necrosi respecte de l'apoptosi?

Telofase a) Profase b) Metafase c) Anafase d) Lisi cel·lular amb inflamació a) Creixement indefinit de teixits b) Nombre finit de divisions cel·lulars c) Superació del punt G1 d) Inactivació d'oncògens cel·lulars a) Ruptura cel·lular i resposta inflamatòria b) Mecanisme dependent del genoma c) Empaquetament ordenat de les restes d) Funció del Cos Humà I: Cèl·lula, Nerviós i Sentits 22 4 Histologia, potencial de membrana i impuls nerviós EN ACABAR SABRÀS Distingir les funcions de les neurones i dels principals tipus de cèl·lules de la neuròglia Identificar les parts de la neurona i les capes conjuntives que formen un nervi perifèric Explicar l'origen biofísic del potencial de repòs i les condicions per despolaritzar la membrana Relacionar la velocitat de conducció de l'impuls nerviós amb el diàmetre axonal i la mielinització PENSA-HI ABANS DE LLEGIR 33 ¿Per quina raó el citoplasma d'una neurona manté càrrega negativa respecte a l'exterior sense estar en funcionament?

El sistema nerviós coordina les respostes corporals davant d'estímuls interns i ambientals per tal de preservar l'estabilitat fisiològica. En coordinació amb el sistema endocrí, regula el funcionament orgànic, tot i que actua amb una rapidesa molt superior a la secreció hormonal.

ESQUEMA Estructura general del sistema nerviós Sistema Nerviós 4 Histologia, potencial de membrana i impuls nerviós 5 Receptors sensorials, sinapsi i arcs reflexos 6 Cervell, cerebel i tronc de l'encèfal Sistema nerviós central Encèfal i medul·la espinal Neurones conductores Sensitives, motores i interneurones Neuròglia Astròcits, micròglia i oligodendròglia Sistema nerviós perifèric Nervis i ganglis perifèrics Cobertes del nervi Endoneuri, perineuri i epineuri Cèl·lules de Schwann Mielinització perifèrica Funció del Cos Humà I: Cèl·lula, Nerviós i Sentits 23 Organització general i cèl·lules del teixit nerviós L'organisme manté la seva homeòstasi mitjançant dues accions bàsiques: respostes activadores (com iniciar la marxa davant d'un estímul visual) i respostes inhibidores (com apartar la mà d'una font tèrmica lesiva).

Aquesta coordinació s'estructura en el sistema nerviós central i el sistema nerviós perifèric. El teixit conté dos tipus principals de cèl·lules: les unitats funcionals conductores i les cèl·lules acompanyants. Neurones: cèl·lules derivades dels neuroblasts, encarregades de transmetre impulsos a llarga distància amb gran celeritat. Neuròglia: conjunt de cèl·lules auxiliars no conductores que sostenen, nodreixen i defensen les neurones. Dins de la neuròglia distingim tres poblacions clau: 1. Astròcits: situats entre les neurones i els capil·lars sanguinis, participen en el suport nutricional del teixit. 2.

Micròglia: cèl·lules dotades d'elevada mobilitat que fagociten partícules estranyes i residus cel·lulars, assumint el sanejament de l'entorn nerviós. 3. Oligodendròglia: cèl·lules de suport responsables de la formació de mielina al sistema nerviós central. COMPROVA-HO 34 Quina diferència funcional existeix entre les neurones i les cèl·lules de la neuròglia? Estructura cel·lular i varietats de neurones La morfologia de la neurona està especialitzada per a la recepció i emissió de missatges elèctrics.

Presenta tres zones anatòmiques fonamentals: Soma: cos cel·lular que allotja el nucli i la maquinària d'orgànuls metabòlics (per a l'estructura bàsica cel·lular, vegeu «Biologia Cel·lular — Estructura cel·lular i orgànuls»). La seva mida depèn de la tipologia cel·lular. Dendrites: petites ramificacions que emergeixen del soma per conduir els senyals entrants. Axó: perllongació única i de gran longitud especialitzada a transmetre l'impuls des del cos cel·lular cap a una altra cèl·lula. A l'axó trobem estructures complementàries decisives.

Les cèl·lules de Schwann formen la coberta grassa blanquinosa coneguda com a beina de mielina al sistema perifèric, protegeixen l'axó amb la capa de neurilemma i intervenen en la seva reparació. Els espais intermedis sense aïllament lipídic s'anomenen nòduls de Ranvier. Funció del Cos Humà I: Cèl·lula, Nerviós i Sentits 24 Criteri Tipus Característiques estructurals o funcionals Morfològic Multipolars Nombroses dendrites i un axó (com les motoneurones). Bipolars Un axó únic i una sola dendrita (presents a la retina i a l'oïda). Unipolars Tija comuna única que es bifurca en dues branques.

Funcional Sensitives (aferents) Vies ascendents que transporten la informació cap a la medul·la i l'encèfal. Motoneurones (eferents) Vies descendents que condueixen la resposta des de l'encèfal o medul·la fins a músculs o glàndules. Interneurones Interconnecten neurones sensitives i motores; funcionen com a vies d'associació ascendents. COMPROVA-HO 35 Com es classifica morfològicament una neurona que presenta una dendrita a un extrem del soma i un axó a l'altre? Organització tissular del nervi perifèric Un nervi constitueix una estructura complexa formada per nombrosos axons, vasos sanguinis i cèl·lules de suport, organitzats per capes de teixit conjuntiu.

La substància blanca del sistema perifèric deriva del recobriment mielínic d'aquestes fibres. De la profunditat a la superfície, el nervi s'ordena en tres embolcalls: ERROR FREQÜENT És habitual confondre la localització de les cobertes connectives del nervi. Recorda l'ordre concèntric de dins a fora: l'endoneuri aïlla axons individuals, el perineuri delimita cada fascicle i l'epineuri embolcalla la totalitat del nervi perifèric. Biofísica de la membrana: potencial de repòs i excitabilitat L'impuls nerviós és una alteració elèctrica que viatja al llarg de la membrana plasmàtica (per als mecanismes de pas iònics, vegeu «Biologia Cel·lular — Transport a través de la membrana»).

En situació de repòs, la membrana es troba polaritzada perquè hi ha una distribució asimètrica de càrregues entre les dues cares: La superfície interna acumula càrregues negatives. Endoneuri: beina de teixit conjuntiu que envolta individualment cada axó; permet canalitzar els impulsos de fibres agrupades cap a un mateix sentit. 1 Perineuri: capa que aplega diversos axons en fascicles o feixos nerviosos. 2 Epineuri: beina externa fibrosa que engloba la totalitat dels feixos i protegeix el nervi en el seu conjunt. 3 Funció del Cos Humà I: Cèl·lula, Nerviós i Sentits 25 El medi extern presenta predomini de càrregues positives.

Aquesta asimetria es genera pel desequilibri iònic: a l'exterior hi ha major concentració de , mentre que difonen més ions de cap a l'exterior que ions de sodi cap a l'interior. Això genera un dèficit de cations a l'espai citoplasmàtic. La bomba sodi-potassi expulsa 3 ions de Na+ cap a l'exterior i introdueix 2 ions de K+ cap a l'interior consumint 1 molècula d'ATP per cicle, mantenint la diferència de potencial. El potencial de repòs de la membrana neuronal és d'aproximadament -70 mV. Per trencar aquest estat cal un estímul prou intens com per assolir el llindar d'estimulació, que representa el nivell crític necessari per generar despolarització i obrir el pas de l'impuls elèctric.

COMPROVA-HO 36 Quina és la causa biofísica de la negativitat interna durant el potencial de repòs? Gènesi del potencial d'acció i propagació axonal Quan l'estímul assoleix el llindar crític, es produeix una modificació transitòria en la membrana de la neurona. Els valors del potencial d'acció oscil·len entre els i els , desencadenant la despolarització inicial i el flux d'ions que viatjarà per tota la perllongació cel·lular.

Diferents factors fisiològics o farmacològics poden facilitar la transmissió (excitació) o interrompre-la (inhibició), processos en els quals participen substàncies químiques com els neurotransmissors (vegeu «Sistema Nerviós — Receptors sensorials, sinapsi i arcs reflexos»). PROCÉS Etapes de l'excitació i conducció neuronal 1 Estat de repòs Membrana polaritzada a -70 mV 2 Estímul llindar Nivell crític d'activació superat 3 Despolaritzaci ó Canvis iònics entre -40 i +30 mV 4 Propagació axonal Conducció ràpida segons calibre i mielina La celeritat amb què viatja aquesta ona elèctrica s'anomena velocitat de conducció.

Els seus valors són elevats, però varien entre les diferents fibres des d'un mínim de 0,5 m/s fins a 100 m/s. Els factors determinants d'aquesta variació són: Calibre axonal: un diàmetre superior de l'axó redueix la resistència interna i permet una velocitat de conducció més alta. Grau de mielinització: la presència d'una capa gruixuda de mielina accelera la transmissió. Patologies com l'esclerosi evidencien el deteriorament funcional derivat de la pèrdua d'aquesta coberta. Separació internodal: a major distància física entre els nòduls de Ranvier successius, més ràpida resulta la conducció al llarg de la fibra.

Na+ K+ 40 mV +30 mV Funció del Cos Humà I: Cèl·lula, Nerviós i Sentits 26 COMPROVA-HO 37 Per quines dues característiques estructurals un axó transmet l'impuls amb la màxima rapidesa? IDEES CLAU El teixit nerviós es compon de neurones (conductores de l'impuls) i cèl·lules de neuròglia (suport, nutrició amb els astròcits, fagocitosi amb la micròglia i mielinització amb l'oligodendròglia). La beina de mielina la formen les cèl·lules de Schwann al sistema nerviós perifèric i l'oligodendròglia al central, delimitant els nòduls de Ranvier. Els nervis perifèrics s'estructuren de dins a fora en tres capes de teixit conjuntiu: endoneuri, perineuri i epineuri.

El potencial de repòs de la membrana neuronal és d'aproximadament , mantingut per la sortida de cations i l'acció de la bomba sodi-potassi. La velocitat de conducció depèn directament del diàmetre de l'axó, de la presència de mielina i d'una distància internodal més gran entre nòduls de Ranvier. COMPROVA EL QUE HAS APRÈS 38. ¿Quina cèl·lula glial s'encarrega d'eliminar substàncies estranyes per fagocitosi al teixit nerviós? 39. ¿Què succeeix a la membrana d'una neurona quan un estímul assoleix el llindar d'estimulació?

SISTEMA NERVIÓS 5 Receptors sensorials, sinapsi i arcs reflexos EN ACABAR SABRÀS Distingir els diferents tipus de receptors sensorials segons estructura, estímul i mecanismes d'adaptació. Descriure les etapes de la transmissió de l'impuls a la sinapsi química i a la placa motora. Diferenciar els arcs reflexos monosinàptics dels polisinàptics segons les connexions establertes a la medul·la espinal. PENSA-HI ABANS DE LLEGIR 40 Com s'explica que una persona amb una cama amputada continuï sentint dolor al peu que ja no té?

70 mV Funció del Cos Humà I: Cèl·lula, Nerviós i Sentits 27 Classificació i transducció en els receptors sensorials La sensibilitat és la facultat que té el cos per captar canvis ambientals externs o modificacions a l'interior de l'organisme. Un receptor sensorial actua transformant aquests estímuls físics o químics en impulsos nerviosos que s'envien de forma contínua al sistema nerviós central. Un estímul ha de superar el llindar d'estimulació respecte al potencial de repòs de la membrana neuronal, fixat al voltant dels (vegeu «Sistema Nerviós — Histologia, potencial de membrana i impuls nerviós»), per activar una resposta.

Aquests receptors es poden estructurar de diferents maneres segons la seva cobertura anatòmica, la naturalesa de l'estímul o la localització corporal: Criteri de classificació Subtipus Característiques i exemples Estructura anatòmica Terminacions lliures Mullen sense protecció especial teixits com la pell i les mucoses. Terminacions encapsulades Disposen d'un recobriment protector: corpuscles de Meissner (tacte fi i vibració a la pell, dits i llavis), òrgans tendinosos de Golgi (tacte, pressió i calor a la unió de músculs i tendons) i fusos musculars (sensibilitat tàctil, fred i propiocepció als músculs esquelètics).

Tipus d'estímul Mecanoreceptors Detecten deformacions físiques com pressió, vibració, tacte, audició i equilibri. Termoreceptors Responen a variacions de temperatura (calor i fred). Electromagnètics Cèl·lules de la retina que reben ones electromagnètiques lluminoses. Quimioreceptors Identifiquen substàncies químiques: gust, olfacte, osmolaritat sanguínia, oxigen ( ) i diòxid de carboni ( ). Nociceptors Detecten estímuls nocius que provoquen sensació de dolor.

Localització Receptors somàtics Es divideixen en exteroceptors (capten estímuls distants o superficials: visió, oïda, tacte, dolor extern i temperatura) i propioceptors (situats en estructures internes com músculs i articulacions, permeten conèixer la posició i el moviment corporal o cinestèsia). Receptors viscerals Situats a les vísceres internes; produeixen sensacions poc conscients i difícils de localitzar amb precisió (com la gana o el malestar abdominal). La percepció generada varia d'acord amb la intensitat de l'estímul: per exemple, una vibració mecànica pot percebre's primer com a tacte, després com a so audible i finalment com a dolor si la intensitat és destructiva.

Aquests llindars no són immutables: l'edat, els fàrmacs o les alteracions metabòliques poden modificar la sensibilitat basal. 70 mV O 2 CO 2 Funció del Cos Humà I: Cèl·lula, Nerviós i Sentits 28 COMPROVA-HO 41 Quina diferència funcional existeix entre els exteroceptors i els propioceptors? Dinàmica d'adaptació, llei de projecció i contrastos Davant d'un estímul constant i mantingut en el temps, els receptors presenten fenòmens d'adaptació cel·lular segons la seva velocitat de resposta: Receptor fàsic: mostra una descàrrega intensa al començament de l'estimulació, però la seva freqüència d'impulsos decreix ràpidament fins a desaparèixer completament.

Exemples típics són l'olfacte i els receptors de pressió cutània en asseure's o canviar de postura. Receptor tònic: no s'adapta mai o ho fa de manera extremadament lenta, mantenint una emissió contínua d'impulsos mentre persisteix l'estímul. Aquest comportament és propi dels nociceptors, de l'oïda i dels mecanoreceptors de les articulacions (com en percebre de fons la música d'un veí). A més de la taxa d'adaptació, la interpretació cerebral de la sensibilitat es regeix per dos principis funcionals clau: Llei de projecció: cada receptor té assignada una representació específica a l'escorça cerebral somestèsica.

Si la via sensitiva s'estimula en qualsevol punt del seu recorregut, el cervell projecta la sensació a la perifèria original. Un exemple clínic d'aquest fenomen és el «dolor de membre fantasma», en què pacients amb una extremitat amputada continuen referint dolor o picor atribuïts a la part absent. Contrastos successius: quan un estímul concret s'interromp sobtadament, el llindar per tornar a activar aquesta mateixa sensació s'incrementa, mentre que el llindar d'estimulació per a la qualitat sensorial oposada disminueix. Es comprova fàcilment en submergir les mans en aigua a diferents temperatures de manera consecutiva.

PER RECORDAR-HO Un receptor fàsic assenyala fases o canvis sobtats i s'apaga ràpidament; un receptor tònic manté el to constant i continua disparant sense cansar-se. Vies ascendents, interneurones i motoneurones La conducció de l'impuls generat al receptor sensorial segueix cadenes neuronals organitzades: Funció del Cos Humà I: Cèl·lula, Nerviós i Sentits 29 Diagrama d'una neurona sensitiva pseudo-unipolar amb soma al gangli raquidi. Les neurones sensitives (aferents o ascendents) tenen morfologia pseudo-unipolar: el seu soma és al gangli raquidi de l'arrel posterior de la medul·la espinal.

Una branca dendrítica perifèrica prové del receptor i l'axó entra a la medul·la espinal per l'arrel posterior, des d'on ascendeix en diferents feixos cap a les àrees somestèsiques de l'escorça cerebral. A la substància gris medul·lar es troben les interneurones, cèl·lules petites i altament excitables amb nombroses dendrites que connecten múltiples neurones. La seva funció és modular, facilitant o bloquejant, la conducció dels impulsos que viatgen en direcció ascendent cap a l'encèfal o cap a arcs reflexos locals. Les motoneurones (eferents o descendents) tenen el cos cel·lular situat a les astes anteriors de la substància gris de la medul·la espinal.

Són neurones multipolars, de mida gran, amb nombroses dendrites curtes i un axó llarg que abandona la medul·la per les arrels espinals anteriors per dirigir-se als efectors perifèrics. Es distingeixen dues poblacions principals: Tipus de motoneurona Mida i morfologia Destinació i funció Motoneurones alfa Mida gran Inerven les fibres musculars extrafusals; generen la força de contracció muscular voluntària i reflexa. Motoneurones gamma Mida més petita Denominades fusimotores, inerven les fibres intrafusals del fus muscular; no provoquen contracció directa de la massa muscular.

COMPROVA-HO 42 Per quina regió anatòmica accedeix l'axó d'una neurona sensitiva a la medul·la espinal i on se situa el seu soma? Funció del Cos Humà I: Cèl·lula, Nerviós i Sentits 30 La sinapsi química i la placa motora Els elements d'una via nerviosa no mantenen una continuïtat física protoplasmàtica, sinó una contigüitat separada per espais microscòpics on l'impuls es transmet químicament. Esquema d'una sinapsi química amb fenedura, vesícules i receptors postsinàptics. Quan l'axó arriba al seu destí, perd la beina de mielina i forma una dilatació anomenada botó sinàptic, que augmenta la superfície de contacte.

Els elements d'una fenedura sinàptica i la seva connexió comprenen: A l'espècie humana, els neurotransmissors més abundants en aquestes vies inclouen l'acetilcolina, la noradrenalina i la serotonina. Els efectors representen l'estació terminal del circuit nerviós. Poden ser glàndules (que alliberen substàncies i modifiquen funcions cel·lulars) o músculs (que generen moviment, contracció o relaxació). La unió de l'axó d'una motoneurona amb les fibres musculars constitueix una unitat motora.

En ramificar-se sobre el sarcòmer, s'estableix la placa motora o unió neuromuscular: l'arribada del potencial elèctric desencadena l'alliberament d'acetilcolina a la fenedura, la qual despolaritza el sarcoplasma i inicia la contracció muscular. Membrana presinàptica: extrem terminal de la neurona d'on arriba l'estímul; conté una alta densitat de mitocondris i vesícules plenes de neurotransmissor. 1 Fenedura sinàptica: espai extracel·lular que separa ambdues membranes neuronals. 2 Membrana postsinàptica: superfície de la cèl·lula següent que disposa d'estructures especialitzades i receptors químics.

La unió del neurotransmissor pot provocar una resposta excitatòria (fent progressar l'impuls) o inhibitòria (frenant la transmissió). 3 Funció del Cos Humà I: Cèl·lula, Nerviós i Sentits 31 ERROR FREQÜENT Confondre les motoneurones alfa amb les gamma a la placa motora. Les motoneurones alfa són les úniques que inerven fibres extrafusals i generen la força mecànica muscular; les gamma inerven les fibres intrafusals del fus sensorial i mai desencadenen contracció directa de la massa muscular.

L'arc reflex: circuits i tipus de reflexos Un arc reflex és el circuit anatòmic responsable de produir respostes motores o secretores involuntàries, ràpides i predictibles davant d'un estímul específic, funcionant al llarg de tota la vida. Classificació dels arcs reflexos en circuits monosinàptics, ipsilaterals i contralaterals. Funció del Cos Humà I: Cèl·lula, Nerviós i Sentits 32 PROCÉS Circuit d'un arc reflex somàtic Segons la quantitat de connexions i neurones participants, es distingeixen: Reflex monosinàptic: format exclusivament per dues neurones (una sensitiva i una motoneurona) amb una única sinapsi directa a la substància gris medul·lar.

L'exemple paradigmàtic és el reflex miotàtic o d'estirament (com el reflex rotulià que s'explora colpejant el tendó al genoll). Reflex polisinàptic: incorpora dues o més sinapsis gràcies a la presència d'interneurones intercalades entre la neurona aferent i la motoneurona. Pel que fa a la lateralitat del cos on es rep l'estímul i on s'executa l'acció: Ipsilateral: l'estímul i la resposta motora tenen lloc al mateix costat corporal. Contralateral: l'estímul es recull en una meitat corporal i la resposta s'executa a l'altre costat. Intersegmentari: l'arc reflex inclou connexions i sinapsis que s'estenen per múltiples segments medul·lars diferents.

Els centres reflexos són les zones del sistema nerviós central on es produeixen les sinapsis integradores. La majoria es concentren a la medul·la espinal, tot i que també se'n troben al tronc encefàlic. En circuits que ascendeixen als centres superiors, una primera neurona condueix l'estímul aferent, fa sinapsi amb una segona neurona a la medul·la (interneurona) que arriba al tronc encefàlic o al tàlem, d'on una tercera neurona projecta cap a l'escorça cerebral abans que la resposta…