| Referate | Director web | Adauga link | Contact |

Titlu referat: Teoria tensegritatii si implicatiile ei

Nivel referat: facultate

Descriere referat:
Teoria tensegritatii si implicatiile
ei
Cuvinte cheie:
tensegritate, mecanotransductie, citoschelet
       Tensegritate (tensegrity) este un cuvant prescurtat
provenind de la integritate tensionala (tensional
integrity). Structurile de tensegritate sunt stabile
datorita modului in care solicitarile mecanice sunt distribuite pe intreaga
suprafata a lor. Exista doua tipuri de astfel de structuri.
Primul tip de structuri este reprezentat de domurile geodezice ale lui Buckminster
Fuller. Acestea sunt in principal cadre alcatuite din bare rigide (rezistente
atat la tensiune cat si la compresiune), conectate intr-o serie de triunghiuri,
pentagoane sau hexagoane. Aceste bare sunt orientate intr-o asemenea maniera
incat fiecare conexiune este fortata intr-o pozitie fixa, asigurand astfel
stabilitatea intregii structuri.
Al doilea tip de astfel de structuri se stabilizeaza
printr-un fenomen numit prestres. In aceasta stuctura, elementele care suporta tensiunea (fire
elastice) sunt diferite de cele care sunt solictate prin presiune (bare
rigide). Astfel, inainte de a se exercita orice forta externa, structura este
pre-tensionata. In cadrul structurii, elementele rigide intind, sau tesioneaza
firele flexibile, in timp ce acestea din urma comprima barele rigide. Aceste
forte opuse, care se echilibreaza reciproc de-a lungul intregii structuri, ii
permit acesteia sa se stabilizeze.
       Structurile de tensegritate de ambele tipuri impartasesc o
caracteristica comuna majora, aceea ca tensiunea este transmisa in mod continuu
prin toate componentele structurale. Cu alte cuvinte, o crestere a tensiunii
intr-unul din componente rezulta in creasterea tensiunii in componentele
intregii structuri – chiar
in cele de pe partea opusa. Aceasta crestere globala a tensiunii este
echilibrata de o crestere a compresiunii inauntrul unor componente dispersate
in cadrul structurii. In acest fel, structura se stabilizeaza printr-un
mecanism pe care Fuller l-a descris ca tensiune
continua si compresiune locala.
       Principiile tensegritatii se aplica la orice scala detectabila a
organismului uman, dar cel mai interesant este nivelul celular. Dupa cum se
stie, citoscheletul (CSK) contine microfilamente de actina si miozina,
microtubuli si filamente intermediare. In interiorul celulei, o retea fina de
microfilamente contractile se extinde de-a lungul integii celule, exercitand
tensiune. Cu alte cuvinte, trage membrana si constituentii interni ai celulei
catre nucleu. Opunandu-se acestei forte exista doua mari tipuri de elemente de
compresiune, dintre care una inauntrul si alta inafara celulei. Cea dinafara
este exercitata de matricea extrcelulara (MEC) si cea dinauntru este exercitata
fie de microtubuli fie de manunchiuri largi de filamente interconectate. Al
treilea element este reprezentat de filamentele intermediare, care joaca un rol
important in integrare, conectand microtubulii si microfilamentele intre ele,
precum si cu membrana de suprafata si nucleul celulei. In acelasi timp, ele
joaca rolul de cabluri de siguranta, intarind si ancorand pozitia
nucleului.
       Este
cunoscut faptul ca celulele izolate manifesta comportamente diferite pe
suprafete diferite. Ele se intind si se turtesc cand sunt atasate la un vas
rigid de plastic sau sticla. A fost de asemenea demonstrat ca, atunci cand sunt
fixate de un substrat flexibil de cauciuc, celulele se rotunjesc spre o forma
mai sferica.
       Modelul de tensegritate sugereaza ca structura citoscheletala a
celulei poate fi schimbata prin modificarea fortelor care sunt transmise catre
suprafata membranei. Acest lucru este important, deoarece multe enzime si alte
substante care controleaza sinteza proteica, conversia energiei si cresterea in
celula sunt imobilizate fizic in citoschelet.
       Dezvoltarea tesuturilor functionale necesita atat factori de
crestere solubili cat si proteine de ancorare celulara insolubile care sunt
cunoscute ca molecule ale MEC. Acestea sunt factorii de reglare dominanti
deoarece dicteaza daca celulele individuale vor prolifera, se vor diferentia
sau vor involua ca raspuns la stimulii solubili.
       Mecanotransductia (transformarea
stimulilor mecanici in stimuli chimici) poate fi mediata simultan in mai multe
locatii prin rearanjari citoscheletale induse de forte care determina
redistributii ale elementelor asociate cu procesele metabolice ale celulei.
Multe din moleculele purtatoare de semnale care sunt sensibile la legarea de
MEC sunt imobilizate pe filamente ale CSK care formeaza scheletul complexului
de adeziune focala al celulei.
       Folosind o tehnica speciala, profesorul Donald Ingber a reusit sa
aplice o forta selectiva (stres de forfecare) direct pe receptorii de suprafata
ai unei celule. El a demonstrat ca aplicarea stresului de forfecare pe
receptorii de integrina ai membranei a determinat o crestere a rigiditatii CSK
dependenta de forta. Asa cum prevedea modelul de tensegritate, acest raspuns a
fost mediat de un nivel mai inalt de interactiuni structurale intre diferite
sisteme de microfilamente ale CSK. Dar cel mai interesant rezultat a fost acela
ca forma raspunsului era liniara: rigiditatea mecanica a CSK a crescut direct
proportional cu cresterea fortei aplicate.
Desi modelul de tensegritate a prezis o multitudine de
comportamente celulare, ramanea inca de explicat o problema. Multe celule se
pot aplatiza fara sa aiba microtubuli – cele mai importante elemente de compresiune. Daca celulele vii se
pot modifica dintr-o forma sferica intr-una plata fara aceste elemente, cum se
mai poate aplica tensegritatea? S-a descoperit ca insasi reteaua de
microfilamente este o structura tensegrala. In cadrul citoscheletului unei
celule vii, microfilamentele contractile formeaza o latice (retea) care se
reorganizeaza local in forme variate cum ar fi manunchiuri largi, matrici sau
triunghiuri. De aceea, acest tip particular de organizare este intalnit la
nivel molecular.
       In
afara de importanta sa conceptuala, modelul tensegritatii are aplicatii
multiple, fiind folosit in abordari variate ale biologiei celulare,
bioingineriei, arhitecturii si biomecanicii, atat pentru a imbunatati cultura
celulara si aplicatiile sale rezultante, cat si pentru a deschide drumul catre
o tehnologie mai complexa a ingineriei tisulare.
Biografie :
1. Donald E. Ingber - The Architecture of Life, Scientific
American, ianuarie 1998 2. Donald E. Ingber et al
- Cellular Tensegrity and Mechanochemical
Transduction, Annual Reviews of Physiology, 1997,
19:329-339
Imagini preluate de la : prima, Rodrigo A.
Siqueira; a doua, Chris Rywalt; a treia,  Cornell
University Science News



Curs valutar
Euro4,5511
Dolarul american4,2615
Lira Sterlina5,3015
Gramul de aur170,1555
Leul moldovenesc0,2176
Materii referate

Anatomie (61)

Astronomie (61)

Biologie (546)

Chimie (530)

Contabilitate (87)

Design (4)

Diverse (878)

Drept (356)

Ecologie (59)

Economie (520)

Educatie Fizica (2)

Educatie si Invatanmant (2)

Engleza (463)

Filosofie (99)

Fizica (343)

Franceza (25)

Geografie (838)

Germana (40)

Informatica (354)

Istorie (1169)

Italiana (21)

Latina (26)

Literatura (22)

Logica (6)

Management (133)

Marketing (118)

Matematica (114)

Mecanica (13)

Medicina si Farmacie (229)

Muzica (35)

Psihologie (337)

Religie (248)

Romana (2303)

Spaniola (31)

Statistica (17)

Stiinte politice (27)

Turism (64)

Nota explicativa

Informatiile oferite de acuz.net au scop educativ si orientativ pentru cercetare academica. Va recomandam utilizarea acestora doar ca sursa de inspiratie sau ca resurse educationale.