Viaţa (Partea 1)

A venit vremea să abordez elementele de bază ale vieţii raportat, evident, cât mai mult cu referire la om... Va fi o abordare ce va ține cont de concluzia de până acum, cea cu evoluția… Totul evoluează… Permanent… De la Univers la orice formă de manifestare a energiei, materiei și, de ce nu, a ceea ce noi numim a fi ”viață”.

Și, pentru a păstra un fel de ”respect” pentru ceea ce este omul, cea mai bună abordare ar fi să începem cu elementul ”organizatoric” de bază ale vieții, celula… Întâlnită în țesuturile umane, întâlnită în microbiom, întâlnită la ”cursurile primare” ale sufletelor…

Dar, voi prezenta în seria de postări ce vor constitui acest ”alt start” în domeniu numai ceea ce este esenţial înţelegerii elementelor necesare structurilor de la secţiunea "Noua Medicină" referitoare la un fel de manifestare ”globală”, cea reprezentată de viața materială.

Aşadar, ce este viaţa, fie și la nivelul unei simple celule? Interacțiune, colaborare, simbioză, eventual parazitare… În nici un caz nemișcare, moarte… Și, în toate cazurile, nu poate exista o singură celulă ”de una singură” ci numai și numai grupuri de celule, individuale sau în structuri denumite ”multicelulare”.

Asta deoarece, așa cum putut deduce din postările anterioare, totul nu ”pornește” de la ”un singur punct”, în cazul nostru de la o singură celulă, ci de la mult mai multe decât ne-am putea imagina, tot ceea ce urmează devenind un fel de proces de metisare evolutivă ce va duce la ”produse” stabile, care vor putea exista autonom dar, evident, în colaborare cu mediul înconjurător…

Alte detalii contează mai puţin la acest moment.

Și, ne vom orienta atenţia asupra corpului uman, asupra "vieţii" acestuia, pornind la studiu prin a folosi principiile de bază ale oamenilor de ştiinţă.

Deci, vom face acest prim pas prin a reduce trupul uman la cea mai mică unitate a sa, celula (mai ales datorită faptului că orice există ca funcţie, din punct de vedere funcţional, în celulă se regăseşte şi la nivelul întregului organism).

Celula este unitatea de bază, structurală şi funcţională, a tuturor organismelor vii. Fiind cea mai mică unitate de viaţă, ea este clasificată deseori ca ”vietate”, fiind adesea numită "bloc de viaţă" (denumirea de celula vine de la latinescul celulla care înseamnă cameră, încăpere).

Omul are aproximativ 10 la puterea a 14-a celule, dimensiunea tipică a celulei fiind de 10 micrometri iar masa tipică fiind de un nanogram (cea mai lungă celulă umană este de aproximativ 135 nanometri şi se găseşte în cornul anterior din măduva spinării în timp ce celulele granulare din cerebel sunt cele mai mici având circa 4 nanometri). Există două tipuri "mari" de celule: procariote (de obicei celulele independente, fără nucleu delimitat) şi eucariote (cu nucleu delimitat, celulele cel mai adesea găsite în organismele multicelulare).

Celulele procariote (bacteriile şi archaea) sunt mai mici şi mai simple decât eucariotele (plantele, animalele, ciupercile, mucegaiurile, protozoarele şi algele). Nu voi intra în detalii despre celulele procariote deoarece nu ne interesează pentru "gama" noastră de materiale. Voi sublinia doar faptul că aceste celule sunt lipsite de nucleu individualizat.

Celulele eucariote se diferenţiază major de procariote prin faptul că ele conţin "compartimente" în care pot avea loc activităţi metabolice specifice.

La modul general, aceste compartimente sunt reprezentate de: nucleu (care prezintă la interior un nucleol), reticulele endoplasmatic rugos şi cel neted, ribozomii, citoscheletul, aparatul Golgi (la plante dictozomii), citoplasma, mitocondriile, veziculele şi vacuolele (cu specificitatea la celula animală că mai există şi: lizozomii, centrozomii cu centriolii neîntâlnite la celula vegetală care, faţă de cea animală are şi vezicule şi perete celular)...

De importanţă "majoră" în posturile ulterioare sunt doar membrana celulară, nucleul şi citoplasma... Cel puţin la modul ”grosier”...

Voi proceda acum la o abordare dinspre exterior spre interior și, prima structură întâlnită va fi, evident, membrana celulară. Deci, orice celulă are o membrană care îmbracă celula şi separă interiorul acesteia de mediul înconjurător, reglementând toate tranzitele dinspre exterior spre interior şi invers având o permeabilitate selectivă (numai anumite substanţe pot trece sau ieşi, în anumite condiţii şi cantităţi) şi menţine potenţialul electric al celulei (în special prin echilibrul Ka şi Na).

Apoi, deosebit de important, membrana, prin intermediul receptorilor ”inserați” în aceasta, ”furnizează” receptori pentru hormoni și alte substanțe biologic active în ceea ce privește creșterea și proliferarea celulei.

Deci, din foarte multe puncte de vedere se poate afirma că membrana este una dintre cele mai importante constituente ale celulei.

Această membrană este alcătuită, în general, din două straturi lipidice (hidrofile) şi molecule de fosfor hidrofil (fosfatidilcolina, fosfatidilserina, fosfatidilnositol, etc. dar sunt prezente şi sfingolipide, glicolipide şi colesterol), această structură fiind denumită fosfolipidică bistratificată (75% din lipide fiind fosfolipide).

Interesant este faptul că fiecare din moleculele de fosfolipide au o structură aproximativ filamentară, care are un cap (capăt) hidrofob (insolubil în apă) orientat spre exterior și unul hidrofil (solubil în apă) orientat spre interior, formând cu apa din interiorul celulei o adevărată zonă de aderență (tensiune superficială), întărind masiv structura astfel formată (inclusiv cu ”ajutorul” colesterolului), în condiții ”date” de temperatură, cum ar fi temperatura corporală.

În cadrul acestei membrane sunt integrate o varietate de proteine moleculare (denumite proteine transmembranare sau proteine integrale) şi glicoproteine care acţionează asemenea unor canale şi pompe (canale ionice) facilitând mişcarea diferitelor molecule la intrarea şi la ieşirea din celulă. De asemenea, sunt încorporate şi proteine receptoare care permit celulelor să detecteze anumite tipuri de molecule (cu referire şi la proteine, aminoacizi) contribuind la controlul membranei în exercitarea permeabilităţii selective.

Aceste proteine, în funcţie de modul în care se inserează în membrane sunt proteine intrinseci (integrale - care traversează membrana celulară o dată, cum este glicoforina, sau de mai multe ori, cum ar fi proteinele transportoare, pompele ionice, enzime, receptori, canale ionice) şi extrinseci (periferice - care pătrund în membrană pe o anumită distanţă, pe una din cele două feţe, sau sunt ataşate la suprafaţa membranei, cum ar fi receptorii membranari, proteinele cu rol imunologic, etc.

Toate acestea pot participa la reacţii enzimatice şi semnalizare celulară, intră în componenţa scheletului membranar de la suprafaţa citoplasmatică a celulei, asigură legătura cu citoscheletul) și multe, multe altele.

Modalităţile de transport membranar sunt reprezentate de: macrotransport (endocitoza, transcitoza, exocitoza) care se manifestă prin fagocitoză, pinocitoză şi endocitoză şi microtransport care poate fi activ (difuziune facilitată, transport activ, pinocitoză) sau pasiv (difuziune, osmoză).

Nu voi ”căuta” să vă amintesc de ceea ce am prezentat la postările despre apă, nu voi sublinia că de la dezvoltarea embrionară pielea sare sursă comună ”de plecare” în dezvoltare împreună cu creierul ci voi face doar o scurtă subliniere…

Membrana ”decide” ceea ce trece de ea spre interior sau spre exterior, având rol esențial în supraviețuirea celulei. Și, mecanismele ei de funcționare ”surprinzătoare” se manifestă prin densitatea ”porților” existente în structura ei…

Această densitate nu este neapărat controlată de mecanisme celulare ”interne”, ea fiind mai mult ”dependentă” de condițiile de mediu, de prezența unor substanțe, semnalizatori, hormoni, etc ce vor ”solicita” în caz de ”supra-prezență”, în timp, creșterea densității receptorilor/ canalelor ”de relație” sau, în caz de carență, diminuarea acestei densități.

Atât ”trebuie” reținut pentru acest nivel al prezentării…

Am specificat că nu vom ”detalia” despre structurile interne ale celulei dar sunt necesare unele cuvinte despre organite, ce ne vor fi utile în descrierile din postările viitoare.

Dintre acestea se remarcă mitocondriile, care ”gestionează” procesele energetice ale celulei, furnizând energia celulară dar, totodată, sunt deținătoare de ADN propriu, de formă circulară, de care am amintit în postările anterioare.

Următoarele organite, ca nivel de importanță, sunt reprezentate de ribozomi, care sintetizează proteinele și alte ”materiale” necesare funcționării celulei, urmate de lizozomi care au un fel de funcție de sistem digestiv al celulei, participând la procesele de segmentare a proteinelor în ”componente de bază”.

Ar mai fi reticulul endoplasmatic reprezentat de un sistem de membrane și vezicule ce conectează diferitele părți ale celulei, ”realizând” atât un fel de sistem de transport cât și delimitări denumite matrice, complexul Golgi care produce componente de tip proteic destinate structurilor proteice de mari dimensiuni și citoscheletul format din microtuburi și microfilamente formate din proteine tubulare ce participă la transportul intern al substanțelor celulare.

Ceva mai târziu (în postări viitoare) vom putea descoperi că aceste microtuburi și microfilamente au o ”funcționalitate” ce poate fi descrisă numai în termeni de fizică cuantică, în special la nivelul celulei nervoase (a neuronului).

Un alt important "compartiment" (în special în argumentaţiile de care avem nevoie la "Noua Medicină") este reprezentat de nucleul celular. Funcție de prezența acestui corpuscul celular ”vine” şi numele celulei nucleate (eucariotă), lipsa nucleului la procariote "subliniind" importanţa acestui corpuscul.

El  are o structură ”proprie”, printre organitele lui remarcându-se nucleolii dar nu interesează în cursul logic al prezentării mele. Important este că nucleul este locul principal de depozitare a materialului genetic al celulei (genomul nuclear) având astfel o importanţă deosebită în determinismul genetic. Importanță ce este dată de această specializare de stocare a materialului genetic, celulele procariote (fără nucleu) dispunând de întreg materialul lor genetic fără ”delimitare nucleică”… Ca de altfel multe celule ale corpului uman, de exemplu, fără a mai lua în considerare elementele microbiomului…

O altă ”particularitate” ce va părea ciudată, este faptul că cercetările moderne au ”dezvăluit” că celula este total funcțională, este drept pentru o perioadă de timp redusă față de ”celula întreagă” și fără a mai putea ”îndeplini” funcțiile de diviziune, atunci când nucleul este extirpat.

Da, ați citit bine… Nucleul are doar o funcție clară și certă de depozitare a informațiilor prin structurile ADN și, pe baza acestor informații să participe la anumite procese specifice ale celulei. Atât doar… Detalii despre aceste realități în postări viitoare.

Revenind la materialul genetic din nucleu, acesta este reprezentat de acidul dezoxiribonucleic (ADN) şi acidul ribonucleic (ARN). ADN-ul eucariotei este organizat într-unul sau mai multe molecule liniare, numite cromozomi, care sunt asociate cu proteine histone. Toate ADN-urile cromozomiale sunt stocate în nucleul celulei, la om genomul nuclear fiind alcătuit din 23 perechi de astfel de molecule. Unele organite eucariote, cum ar fi mitocondriile conțin de asemenea ADN (genomul mitocondrial).

Și vom detalia puțin, de aici lucrurile complicându-se la maximum pentru ”cei mai puțin cunoscători”... Voi începe cu ARN-ul (şi veţi vedea mai târziu din ce raţiuni)...

Molecula de ARN este un polinucleotid format prin copolimerizarea ribonucleotidelor. Un ribonucleotid este format dintr-o bază azotată, o pentoză şi un fosfat. Molecula de ARN este monocatenară (este alcătuită dintr-un singur lanţ polinucleotidic, fiind un complex macromolecular similar, structural şi funcţional, în multe privinţe, ADN-ului).

În celule se găsesc diferite tipuri de ARN, proporţia lor fiind: o mare cantitate este reprezentată de ARN-ul ribozomal (80-90% din ARN-ul celular), ARN-ul de transport (10-15%) şi doar o cantitate mică de ARN mesager, ARN regulator şi ARN catalitic (sau ribozime) (mai puţin de 5%).

ARN-ul ribozomal este un constituent principal al ribozomilor, structuri celulare la nivelul cărora se realizează sinteza proteinelor (implicit traducerea proteinelor, adică asamblarea aminoacizilor în polipeptide).

ARN-ul de transport fixează aminoacizi şi îi transportă poziţionându-i în dreptul unui codon în cursul procesului de translaţie.

ARN-ul mesager este ARN-ul ce va servi ca tipar pentru sinteza proteinelor.

ARN-ul catalitic (ribozime) are rolul de a cataliza reacţii chimice de clivare sau de transesterificare în lipsa unor proteine enzimatice cu rol în, bineînţeles, prelucrarea celulară a proteinelor.

Am lăsat la urmă ARN-ul regulator deoarece acesta are rol în reglarea expresiei genelor (are două forme principale de acţiune: ARN antisens care este implicat în formarea de structuri dublu catenare ARN-ARN şi ARN regulator de talie mare care intervine în oprirea expresiei genelor şi altele).

Funcţiile celulare ale ARN-ului sunt reprezentate de: funcţia de suport temporar al informaţiei genetice (rol realizat de ARN-ul mesager, ce transformă informaţia genetică necesară sintezei de proteine de la ADN-ul localizat în nucleu, la ARN-ul localizat în ribozomi), funcţia de catalizator enzimatic (în procesele de modificare a aminoacizilor şi proteinelor), funcţia de ghid pentru enzime (cum ar fi ARN-ul nucleolar, ARN-ul telomeric, etc.), funcţia de regulator al expresiei genelor (cum ar fi ARN-ul antisens implicat în represia uneia sau mai multor gene), rol în translaţie (transportul de aminoacizi şi poziţionarea lor în cursul sintezei proteice) şi suport al informaţiei genetice...

ADN-ul, din punct de vedere chimic, este un acid nucleic, o polinucleotidă. Este un compus în structura căruia se repetă un set limitat de nucleotide, motiv pentru care mai este denumit şi "copolimer statistic" (copolimer - în sensul că este un polimer în compoziţia căruia se repetă mai multe "motive", monomeri care sunt nucleotide, şi statistic - în sensul că monomerii se repetă de o manieră aleatorie în lanţul polimer, fără ca ei să fie dispuşi alternativ sau după oricare alt aranjament repetitiv).

ADN-ul este prezent, în principal, în nucleul celulei, în cromozomi, dar poate fi găsit şi la nivel mitocondrial (unde structura acestuia nu mai este unică, specifică respectivei forme de viaţă ci, prezintă unele diferenţe cum ar fi că acesta nu mai prezintă forma spiralată dublu-helix atât de cunoscută ci are o formă circulară... Și mai sunt multe deosebiri...

De exemplu, linia genetică este mult mai uşor de urmărit cu ajutorul ADN-ului mitocondrial... dar vom mai reveni aici).

În structura acestuia (formată din mai multe elemente) interesează general doar bazele heterociclice reprezentate de cele purinice (adenina şi guanina) şi cele pirimidinice (citozina şi timina - care la ARN este înlocuită de uracil).

În cadrul elicei (dublei spirale) caracteristice ADN-ului, în formă de scară spiralată, resturile pirimidinice ale monomerului sunt orientate spre interior, formând cu resturile purinice ale celuilalt monomer „treapta” scării, în timp ce pentozele formează brațele acesteia, de la o dublă unitate la alta (adică de la un cuplu purinic-pirimidinic la următorul), legătura fiind realizată de grupările fosfat (prin atomii lor de oxigen).

Legăturile dintre resturile de purine și pirimidine sunt de natură moleculară și nu chimică, ele fiind legături de hidrogen (permiţând, atunci când este cazul, desfacerea acestor legături de către ARN).

La acest moment pot sublinia că se sesizează o specializare extremă la nivelul ARN-ului, structură ce îndeplinește ”formele de mișcare, selecție, specializare” ale informației genetice comparativ cu ADN-ul care este doar un element ”static”… Și voi clarifica aceste ”detalii” în postări viitoare …

Dar, de reținut este faptul că, principalul rol al ADN-ului este reprezentat de "stocarea" stabilă a informaţiilor (sub forma unui adevărat cod - de unde şi denumirea de "cod genetic", specific fiecărei forme de viaţă în parte) necesare sintezei proteinelor și altor elemente specifice, informaţii care sunt produse și ”utilizate” de diferitele forme de ARN în toate procesele legate de acestea.

Şi, în final, este bine să subliniez că, pe lângă stabilitatea efectivă mare a ADN-ului, evoluţia a "suplimentat" protecţia acestei stabilităţi, "îmbrăcând" proteic lanţurile de ADN, dând naştere la structurile denumite de specialişti "cromozomi"...

Îmi pare rău de utilizarea acestor termeni ”deosebit de tehnici” dar, primul meu pas în abordarea subiectelor este reprezentat de conformarea la ştiinţa actuală, la termenii medicinei tradiţionale, care "reduc" totul la cele mai de bază elemente a ceea ce analizează...

Probabil şi câteva posturi următoare (2-3) vor fi pline de chestii tehnice dar, când vom trece la elementele specifice noii medicine, lucrurile vor deveni iar plăcute (sper!!!)...

Este Joi, vine week-end-ul peste noi!!! O zi bună şi plină de realizări tuturor!!!

Dorin, Merticaru