Chimica organica e cellule dell'organismo

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Categoria:	Biologia
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Data:	14.11.2001
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1. GENERALITA’ SUGLI ALCANI
Sono idrocarburi alifatici completamente saturi con presenza solamente di legami semplici tra C. Hanno scarsa tendenza a reagire con qualsiasi sostituente di X ( quali alogeni, …) se non catalizzati con raggi ultravioletti o calore. La loro formula bruta è CnH2n+2.
2. ISOMERIA OTTICA
Sono composti con la stessa formula bruta ma diverse proprietà fisiche vi è diversa disposizione degli atomi nello spazio anche se gli atomi sono legati nello stesso ordine, diversa posizione dei costituenti la molecola e dissimmetria molecolare dovuta a uno o più atomi di C asimmetrici.
3. ISOMERIA STRUTTURALE
Sono composti con la stessa formula bruta ma diverse proprietà fisiche inoltre vi è diversa successione degli atomi o dei gruppi di atomi nella molecola.
4. LA COMBUSTIONE
Consiste nell’ossidare gli alcani in presenza di O. Questa è una reazione chimica in cui cambia il n° di ossidazione tra reagenti e prodotti. In particolare il C si ossida perdendo 8 elettroni e l’O si riduce acquistando 2 elettroni per ogni atomo.

-4+1 0 +4 –2 +1 -2
CH4 + 2O2 -------) CO2 + 2H2O + energia

5. L’ALOGENAZIONE
Si tratta della sostituzione di un idrogeno con un alogeno. Questa reazione è realizzabile solo con cloro e bromo ad una luce ricca di raggi ultravioletti, la reazione è di tipo radicalico ed è una reazione a catena che termina quando i radicali liberi si accoppiano.
6. IL CRACKING
È un processo utilizzato per scindere le molecole degli idrocarburi di alto peso molecolare in molecole più piccole, ramificate e insature. Il cracking può essere termico o catalitico. Il primo viene effettuato grazie a temperature elevate ( circa 600° ) questo comporta la rottura dei legami tra C con scissione omolitica, cioè con pari ripartizione del doppietto elettronico che li costituisce. I radicali prodotti da ciò si trasformano poi in alcani ed alcheni a catena lineare. Il secondo invece avviene a temperature molto più basse ( circa 400° ) favorito dalla presenza di un catalizzatore che di solito è un acido. Durante questo processo gli idrocarburi pesanti si legano alla superficie acida del catalizzatore trasformandosi in carbocationi che tendono a isomerizzarsi fino a stabilizzarsi divenendo alcani o alcheni a catena ramificata.
7. IL PETROLIO
Il petrolio è dovuto all’azione di batteri anaerobici su materiali organici di origine animale e vegetale. I componenti idrocarburici del petrolio vengono separati in gran parte per distillazione frazionata, questa avviene in tre fasi: la distillazione a basse temperature; la distillazione a pressione atmosferica; e la distillazione sotto vuoto.
8. I RAPPORTI FRA LE CELLULE
La cellula è un piccolo organismo autosufficiente; per milioni di anni infatti gli organismi unicellulari sono state le uniche forme di vita sulla terra. Tuttavia le singole cellule non possono vivere facilmente in qualsiasi tipo di ambiente e quindi col passare del tempo si sono aggregate formando organismi pluricellulari. Ciò ha portato ad una suddivisione del lavoro e al passaggio in un organizzazione pluricellulare dotata di coesione e comunicazione tra le stesse cellule.
9. LE GIUNZIONI CELLULARI
Sono presenti soprattutto negli epiteli poiché necessitano di cellule a stretto contatto tra loro e prive di spazi intercellulari significativi; ma si trovano anche in altri tipi di tessuto in relazione alle proprie esigenze. Queste sono: i desmosomi che connettono strettamente le cellule e sono costituiti da filamenti di citoscheletro addensatisi sul lato interno delle membrane cellulari, di cellule adiacenti, che si spingono come robusti cavi nel sottile spazio tra le cellule; le giunzioni occludenti che impediscono il passaggio di qualsiasi molecola e sono costituite da particolari proteine membrana di cellule vicine che disponendosi l’una contro l’altra ne realizzano la fusione; le giunzioni comunicanti che consentono il passaggio tra cellula e cellula di piccole molecole essenziali per il metabolismo.
10. LA SOSTANZA INTERCELLULARE
Si trova nei tessuti soprattutto connettivi poiché negli altri lo spazio tra cellule risulta estremamente ridotto. Questa è detta matrice e serve a dare consistenza ai tessuti nel caso in cui le cellule fossero scarse. È secreta dalle stesse cellule che vi rimangono incluse e si servono di essa per le comunicazioni. La matrice è formata da un gel costituito da proteoglicani e glicoproteine dove sono immerse fibre collagene e fibre elastiche che conferiscono consistenza al tessuto.
11. LA COMUNICAZIONE CELLULARE
L’organismo pluricellulare necessita di comunicazioni tra cellule. A questo scopo le cellule sono in grado di emettere segnali chimici tramite molecole specializzate, che raggiungono le cellule destinatarie dell’informazione. Si possono distinguere per i diversi sistemi di comunicazione tre tipi di molecole segnale.: i mediatori chimici locali che agiscono solo in prossimità della cellula secernente, quindi sono impiegati per comunicazioni a breve raggio; gli ormoni che sono secreti da ghiandole endocrine, questi anche a basso tasso attraverso la circolazione riescono a raggiungere le zone più lontane trasportando l’informazione alle cellule bersaglio, la loro azione non è veloce ma dura a lungo; i neuromediatori trasmettono celermente i messaggi a grandi distanze ma agiscono in spazi esigui, la ristretta zona in cui avviene la comunicazione si chiama sinapsi ed è formata da una zona presinaptica, una postsinaptica ed uno spazio sinaptico in cui si diffondono i neuromediatori.
12. AZIONE DELLE MOLECOLE SEGNALE
Le molecole segnale possono esercitare diverse azioni sulle cellule bersaglio avari livelli. Le cellule bersaglio interagiscono con esse solitamente tramite particolari proteine dette recettori situate sulla membrana o subito sotto di essa. I recettori sono specifici per ogni molecola segnale; quindi solo le cellule che possiedono determinati recettori possono recepire un determinato messaggio e rispondere ad esso.
13. NATURA CHIMICA DEL MEDIATORE
Le molecole segnale possono essere distinte in due tipi: idrofile di struttura amminica, aminoacida o peptidica; idrofobe di struttura steroidale. Le molecole idrofobe riescono facilmente ad oltrepassare il doppio strato fosfolipidico e giunte nel citosol si legano ad un recettore proteico che le trasporta fino al nucleo dove legandosi a sua volta ai siti specifici sui cromosomi attiva determinati geni. Le molecole idrofile invece non possono attraversare il doppio strato fosfolipidico e quindi hanno bisogno del loro recettore sulla superficie esterna, questo assorbe il messaggio per endocitosi o nella maggior parte dei casi le molecole non penetrano nella membrana ma il loro contatto con il recettore fa si che quest’ultimo modifichi altre molecole all’interno della membrana che faranno da trasduttori e verranno chiamate secondi messaggeri.
14. TESSUTI STABILI E RINNOVABILI
I tessuti possono essere distinti in tessuti stabili e tessuti rinnovabili. I primi sono strutture le cui cellule una volta formatesi durante lo sviluppo embrionale permangono per tutta la vita e se vengono accidentalmente perdute non possono essere rimpiazzate. Mentre i secondi hanno la possibilità di rigenerare le cellule perdute nel corso della vita; questi ultimi possono sostituire le proprie cellule tramite divisione diretta di cellule differenziate e per divisione di cellule capostipiti o staminali.
15. I TESSUTI EPITELIALI
L’epitelio è il tessuto morfologicamente più semplice: è composto da cellule a sezione poligonale a stretto contatto tra loro.
• Si possono distinguere l’epitelio di rivestimento che è formato da lamine continue che ricoprono esternamente il corpo e che ne tappezzano le cavità interne. L’epitelio di rivestimento può essere di natura ectodermica come appunto l’epidermide e dare origine a formazioni tubulari, o endodermica come il rivestimento dell’apparato digerente con ghiandole annesse. L’epitelio di rivestimento inoltre può essere monostratificato o pluristratificato e distinguersi per la forma delle cellule, quindi pavimentoso se con cellule piatte, cubico se con cellule isodiametriche, cilindrico o prismatico se con cellule più alte che larghe e di transizione se le cellule sono elastiche.
• L’epitelio ghiandolare può emettere il proprio secreto all’esterno o in cavità comunicanti con l’esterno ed è il caso delle ghiandole esocrine o riversare il suo secreto direttamente nel sangue ed è il caso delle ghiandole endocrine.. per quanto riguarda la morfologia di queste ghiandole esocrine esse possono essere tubulari semplici o ramificate, acinose semplici o a grappolo e tubulari-acinose. Le cellule secernenti tali secreti vengono chiamate adenomeri. Esse per quanto riguarda il secreto possono essere distinte in olocrine che emettono il contenuto cellulare autodistruggendosi, apocrine che emettendo il secreto mutilano il loro polo secretore che rigenereranno e merocrine in cui la sostanza prodotta viene condensata dai dittiosomi raccolta al polo secretore ed espulsa a gocce.
• L’epitelio sensoriale è formato da cellule epiteliali connesse a filuzzi nervosi, poiché ha oltre alla funzione di rivestimento anche quella di percepire gli stimoli.
16. LA PELLE
La cute ricopre la superficie del nostro corpo ed è composta principalmente da due parti: l’epitelio superficiale o epidermide di natura ectodermica e il tessuto connettivo sottostante o derma di natura mesenchimale. La cute ha varie funzioni: protegge l’organismo da lesioni e dall’essiccamento, riceve stimoli dall’esterno, elimina le varie sostanze di rifiuto e partecipa alla termoregolazione. L’epidermide è un epitelio pavimentoso pluristratificato. Il suo strato più profondo è detto germinativo, poiché genera le cellule degli strati superiori. Dal momento che gli epiteli non possono essere attraversati da vasi sanguigni, lo strato germinativo s’inserisce sul derma con una linea sinuosa allo scopo di aumentare la superficie utile per gli scambi metabolici con i vasi circolanti nel derma. Le cellule dello strato germinativo sono cellule capostipiti dell’epidermide: ad ogni divisione cellulare alcune mantengono le loro caratteristiche d’immortalità altre migrano verso strati superiori differenziandosi. Esse si specializzano nel produrre cheratine che danno consistenza agli strati grazie ai desmosomi, che danno la coesione tra le cellule; sui quali si addensano disposti in fasci. le cellule che si allontanano dallo strato germinativo degenerano sino a giungere nello strato corneo che è formato da cellule morte completamente cheratinizzate. Il derma è un tessuto connettivo fibrillare. Annessi cutanei sono i peli che si sviluppano nell’epidermide e si estendono nel derma. Ad essi si associano poi le ghiandole sebacee olocrine acinose a grappolo che lo mantengono lubrificato. Altri annessi cutanei sono le ghiandole sudoripare. Esse sono formate da un tubulo che nel fondo si arrotola su se stesso, il loro secreto è simile all’urina esso è formato dal catabolismo cellulare, per questo serve ad espellere sostanze di rifiuto ed inoltre è importante per la termoregolazione, e viene emesso tramite l’azione di cellule mioepiteliali associate ad adenomeri..
17. LA TERMOREGOLAZIONE
I mammiferi sono omeotermi, per questo la loro temperatura corporea si mantiene in un intervallo che va dai 35° ai 40°. Il calore corporeo è prodotto dal metabolismo ossidativo. Il principale mezzo di dispersione di calore è la superficie corporea con le strutture annesse, seguita poi dalla circolazione sanguigna.
18. LE GHIANDOLE MAMMARIE
Le ghiandole mammarie sono ritenute ghiandole sudoripare modificate. Nell’embrione si abbozzano già dal secondo mese, formando la cresta del latte che va dall’ascella all’inguine, in seguito si stabilizzeranno in punti precisi in base alla specie, incominciando ad approfondirsi nel connettivo ramificandosi in cordoni pieni, che poi diventano cavi espellendo le cellule disfatte, questi saranno i dotti galattofori. Le ghiandole mammarie sono inattive fino al momento del parto dopo ciò vengono regolate dagli ormoni secreti dall’ipofisi. La loro prima produzione è il colostro un liquido composto da cellule in disfacimento e dopo circa due giorni dal parto si ha il latte, un alimento altamente nutritizio ricco di proteine, lipidi e zuccheri, fra cui il lattosio un disaccaride formato da galattosio e glucosio. L’eiezione del latte è dovuta all’azione di cellule mioepiteliali che agiscono sugli alveoli, la sua produzione invece è dovuta alla prolattina secreta dall’ipofisi.
19. LA MATRICE DEL CONNETTIVO
Le cellule dei tessuti connettivi sono immerse in una sostanza extra cellulare detta matrice. Essa consta di una sostanza amorfa costituita da una soluzione colloidale gelatinosa molto idratata detta fondamentale e da un insieme più o meno abbondante di fibre.
• La composizione chimica della sostanza fondamentale è data da una forte componente polisaccaridica legata ad una proteica. In particolare è costituita da proteoglicani e glicoproteine.
• Le fibre si distinguono in: collagene che hanno forma di filamenti cilindrici striati da bande trasversali, costituiti da una proteina chiamata collagene; reticolari che risultano simili a quelli collagene da cui si differenziano per l’estrema sottigliezza e per il fatto che in alcuni organi formano veri e propri reticoli; elastiche che sono rappresentate da filamenti dotati di una notevole elasticità infatti la proteina che li costituisce si chiama elastina nota per la sua particolare proprietà di produrre un notevole allungamento delle fibre e di far riprendere alle stesse la dimensione precedente .
20. I TESSUTI CONNETTIVI PROPRIAMENTE DETTI
I tessuti propriamente detti si distinguono in: lassi formati da poche fibre ma molta sostanza fondamentale e molte cellule; e fibrosi composti da poca sostanza fondamentale e poche cellule ma molte fibre. Alcune cellule che si trovano nei connettivo sono: i fibroblasti, gli adipociti, i melanociti, i macrofagi, le plasmacellule, i mastociti…
• I fibroblasti sono le cellule più importanti del connettivo; essi sono i responsabili sia della sostanza fondamentale che delle fibre secernendo le proteine collagene ed elastina, che poi si assembleranno in essa.
• Gli adipociti sono cellule rotondeggianti contenenti piccole goccioline di grasso di riserva. Queste cellule si trovano principalmente nei connettivi sottocutanei ove formano veri e propri strati di tessuto adiposo; esse rappresentano un importante fattore coibente per la termoregolazione.
• I melanociti sono cellule a forma stellata che possono contrarre o estendere i propri prolungamenti, essi contengono melanina ed hanno il compito di difenderci dalle eccessive radiazioni solari.
• I macrofagi sono cellule dotate di movimento ameboide e di un’attiva capacità fagocitoria, per cui sono impiegati per l’eliminazione dei batteri, di sostanze estranee e di cellule in disfacimento.
• Le plasmacellule sono le principali produttrici di anticorpi. Hanno nucleo voluminoso, citoplasma denso ricchissimo di ribosomi che indicano una attiva sintesi proteica; gli anticorpi sono formati infatti da globuline cioè proteine.
• I mastociti contengono nel loro citoplasma granuli di eparina e istamina, sostanze importanti liberate nei processi infiammatori e nel caso di lesioni.
21. LA CARTILLAGINE
La cartilagine è un tessuto connettivo che comincia a differenziarsi nell’ambito del mesenchima che dà origine ai cloroblasti, essi cominciano a formare la matrice, sia per quanto riguarda la componente fibrillare costituita principalmente dal collagene, sia per quanto riguarda la sostanza fondamentale che viene detta condrina e in cui essi stessi vengono inglobati divenendo cellule quiescenti dette condrociti che si ritrovano in gruppi ciascuno dei quali proviene dalla mitosi di una sola cellula. Un altro tipo di cellule presenti nella cartilagine sono i condroclasti che distruggono la cartilagine quando deve essere sostituita dall’osso. la cartilagine può differenziarsi in: ialina, nella quale si trovano cellule e sostanza fondamentale abbondanti, mentre le fibre collagene sono scarse; fibrosa, povera di cellule e rinforzata da abbondanti fibre collagene; elastica, caratterizzata dalla presenza di numerose cellule circondate da una fitta rete di fibre elastiche. Le cartilagini sono circondate da una fascia di connettivo fibroso detto pericondrio, riccamente vascolarizzato; ciò è indispensabile per la sua nutrizione poiché non è attraversato né da nervi né da vasi.
22. IL TESSUTO OSSEO
Il tessuto osseo ha un colore biancastro, è duro, resistente alla pressione e alla trazione ed è dotato di una certa elasticità. Il processo di ossificazione ha inizio in un zona circoscritta che viene invasa dagli osteoblasti che producono la matrice formata da proteoglicani e glicoproteine e che è fortemente impregnata di sali di calcio. La componente fibrillare è costituita da collagene. Una volta formata la matrice gli osteoblasti si trasformano in cellule quiescenti dette osteociti. Il tessuto osseo può essere compatto o spugnoso. Compatto se è costituito da osteoni, ognuno di essi è formato da lamelle di osseina disposte concentricamente intorno ad un canalino attraversato da capillari e filuzzi nervosi. Spugnoso se è formato da bacchette di osseina dette trabecole ossee che s’intrecciano fino a formare una specie di spugna nelle cui cavità vi è il midollo osseo.