Cl- is belangrijkste negatieve ion
102 mM Cl- 20 mM Cl-
HCO3- is belangrijkste chemische buffer
Osmolariteit = 290mOSM & is gelijk tussen lichaamscompartimenten, kan wel
sterk afwijkend zijn door urine, zweet, traanvocht, … Globaal wel elektroneutraal
Anion gap = [Na+]plasma - ([Cl-]plasma + [HCO3-]plasma)
Doodstraf door lethale injectie van KCl: Effect van ischemie op [K+]0 en pH0 in de hartspier
Extracellulaire [K+] stijgt -> pH stijgt -> verstoring homeostase -> verhoogd risico op hartritme stoornissen
Hypernatremie: Verhoogde [Na+] in plasma door uitdroging of hoge Na+ inname
Oorzaak: - Diarree
- Te weinig drinken of te veel urine (diabetes insipidus, defect in vasopressine metabolisme)
- Te veel hypertone vloeistof drinken (bv. zeewater)
Symptomen: - Subtiel: lethargy, zwakte, oedemen, gedragsstoornissen
- Ernstiger: epileptische aanvallen, coma, dood (ernstig als +158mM, dodelijk als +180mM)
Werking van Na+/K+ ATPase (key bij homeostase) belangrijk voor elke vorm van ionentransport over celmembraan
Ca2+ homeostase in intracellulaire en extracellulaire vloeistof
ON mechanisme: Stijging [Ca2+]cyt -> influx via ionenkanalen, via Na/Ca exchanger & vrijzetting uit intracellulaire
Ca2+ stores -> contractie bij bv gladde spiercel
OFF mechanisme: Daling [Ca2+]cyt -> proteïnen functioneren als Ca buffers (calsequestrine en calmoduline) -> Ca
wordt verwijderd uit cytosol -> via ATP pompen en NCX naar extracellulair en naar intracellulaire organellen
Ca2+ regulerende hormonen: - Calcitonine: wordt vrijgezet door C-cellen in schildklier, doet [Ca2+]ECF dalen.
- Calcitriol: actieve vorm vitamine D, oiv PTH in nieren, doet [Ca2+]ECF stijgen.
- Parathyroïd hormoon: wordt vrijgezet door cellen in bijschildklier, verhoogt Ca2+
vrijmaking uit bot, verhoogt Ca2+ reabsorptie in nieren, verhoogt productie calcitriol
via PTH receptor 1 (via adenylaatcyclase en phospholipase C in nier en bot).
*PTH secretie: Receptoren detecteren verhoogde Ca2+ in plasma -> PLC & IP3 ->
vrijzetting Ca2+ uit stores -> [Ca2+]intracellulair stijgt -> verhindert vrijzetting PTH
Epitheelcellen in nier en darm regelen homeostase vd lichaamsvloeistof in relatie tot de buitenwereld.
Verschillende transportproteïnen aan basolaterale (bloed) en apicale (buiten) zijde.
Ca2+ reabsorptie gebeurt in nier in alle segmenten van het nephron, Ca2+ regulatie (= expressie en transcriptie van
belangrijke proteïnen door PTH en calcitriol, TRPV5 en TRPV6, calbindin-D en PMCA1b) enkel in de distale
segmenten. Ca2+ reabsorptie in dunne darm gebeurt in duodenum, jejunum en ileum.
, a. Celvolume regeling
o Cellen hebben specifiek volume, dit hangt samen met de functie.
o Passief watertransport bepaalt celvolume. Watertransport wordt aangedreven door osmotische druk & volgt
beweging van osmotisch actieve deeltjes (gevoelig aan schommelingen vd osmolaliteit).
o Als Ci stijgt: glycogenolyse, afbraak proteïnen, katabool metabolisme
o Als Ci daalt: glycogenese, synthese proteïnen, anabool metabolisme
o Co > Ci = hypertoon = cel krimpt Co < Ci = hypotoon = cel lysis
o Donnan effect: Intra- en extracellulaire vloeistof zijn elektroneutraal, MAAR intracellulair meer proteïnen, AZ
& nucleotiden (neg. lading) -> intracellulair grotere osmolariteit -> drijvende kracht voor waterinflux -> cel
heeft compensatie mechanisme nodig -> Na/K pomp beschermt cel tegen Donnan effect (3Na uit, 2K in) -> cel
is in steady-state ten koste van ATP-verbruik
Plotse volumeverandering van de cel
Hypotoon -> zwelling -> Regulatory Volume Decrease gaat dit tegen -> post-RVD-RVI weer deeltjes in de cel.
Nodig? Netto-outflow osmotisch actieve deeltjes via ionenkanalen (veel sneller): Stretch-Activated channels,
Volume-regulated K+ channels (K+ uit cel), Volume-regulated anion channels (Cl- uit cel), Non-selective
cation channels, Ca2+ activated K+ en Cl- kanalen
Ook via uitwisselaars/transporters (wel trager): K+/H+ en Cl-/HCO3- uitwisselaars, K+/Cl- cotransporter
Voor RVD altijd gelijktijdige activering van VRAC en VRKC + voorwaarde: ECl > Epot > EK
Hypertoon -> krimping -> Regulatory Volume Increase gaat dit tegen -> post RVI-RVD weer deeltjes uit de cel.
Nodig? Netto-inflow somotisch actieve deeltjes via uitwisselaars/transporters: NKCC, Cl-/HCO3- uitwisselaar,
Na+/H+ uitwisselaar, Na+/Cl- co-transporter, Na+/K+ pomp
b. pH regeling
o Intracellulaire pH zal functie en structuur van complexe proteïnen beïnvloeden. Bv. biomoleculen hebben
zwakke zuren en basen -> (de)protonering ifv pH -> verandering lading -> verandering conformatie ->
verandering fucntie
o Ook extracellulaire pH heeft belangrijke effecten: Acid Sensing Ion Channel 3 (ASIC3) wordt geactiveerd door
extracellulaire [H+]. Als pHe 7,4 -> gesloten. Als pHe < 7,0 -> open.
Ook invloed op Bohr effect: acidose verlaagt de affiniteit van hemoglobine voor CO2
o Belangrijkste buffer in ons lichaam: H2CO3 <-> H+ + HCO3- wordt aangewend door carbonanhydrase anders
geen efficiente buffering (belangrijkste isovormen: CA-I in RBC, CA-II in nieren)
Hoe groter interval met platte curve, hoe sterker de buffer.
Buffercapaciteit = Hoeveel sterk zuur/base toegevoegd kan worden om de pH met 1 te doen stijgen/dalen.
Gesloten systeem = Buffercapaciteit is afhankelijk van totale bufferconcentratie en lokale pH, er is een bepaalde
pH waar de buffercapaciteit maximaal is. Bv: bloedcirculatie
Open systeem = Buffercapacitiet kan variëren, stijgt exponentiëel met de pH. Bv: werking nieren en longen
brengen lichaamsvloeistoffen in evenwicht met de atmosfeer. Als in longen opstapeling CO2 -> pH
daalt -> acidose. Als in nieren niet genoeg H2CO3 afgevoerd -> pH stijgt -> alkalose.
Intracellulaire pH regulatie is rechtstreeks afhankelijk vd extracellulaire pH regulatie -> als pHe hersteld, ook pHi.
,Hoofdstuk 2: Electrofysiologie en prikkelbaarheid
a. Electrofysiologie van de celmembraan
o De Nernst vergelijking:
o Goldman-Hodgkin-Katz vergelijking: Membraanpotentiaal ligt dichtst bij EX van
ion met grootste conductantie. Als evenwicht en geen netto-verplaatsing van lading = RUST-potentiaal.
o Wet van Ohm: Beschrijft de stroom-spanning (I-V) relatie (hoe groter g, hoe steiler de helling)
o Drijvende kracht: (Vm-EX) > 0 = celuitwaarts <-> (Vm-Ex) < 0 = celinwaarts
o Bij typische waarde van VM = -80mV; Na+ & Ca2+ gaan celinwaarts en K+ gaat celuitwaarts
o I-V relatie wordt bepaald door: conductantie, ionconcentraties en kanaaleigenschappen
o Tijdsconstante van een VM verandering: bij t=RC geldt dat VM 63% is van uiteindelijke
waarde Vss. Bij dezelfde tijdsconstante zorgt de grootste prikkel voor de snelste VM-verandering.
Variatie van tijdsconstante
- CM is de elektrische capaciteit van de membraan (in pF). Oppervlakte van membraan kan heel variabel zijn dus de
capaciteit ook.
- RM is de elektrische weerstand van de celmembraan (in MΩ). Waarde is evenredig met aantal open ionenkanalen
per cm2 celmembraan. Inputresistance kan je afleiden uit I-V curve vd totale membraanstroom bij rustende cel.
Hoe hoger input-resistance (hoe lager g of hoe platter IV curve), hoe meer VM zal veranderen bij stroominjectie.
Voorwaarden om AP uit te lokken: intensiteit-tijdsduurcurve, intensiteit van prikkel, duur om de Vm te veranderen
-> Minimale prikkelintensiteit nodig om een exciteerbare cel tot een AP af te diwingen: Rheobase
-> Er hoort een minimale tijdsduur bij elke prikkel voordat de drempel overschreden wordt.
-> Chronaxie: minimale duur van prikkel met intensiteit = 2x rheobase = halfwaardetijd voor opladen membraan =
t1/2 = R.C.ln2
Toepassing: pacemaker
Hartritme is snel en onregelmatig, verschillende delen vd hartspier contraheren niet synchroon en volgen
endogene pacemaker niet -> elektrische schok geven zodat volledige hartspier samentrekt en endogene
pacemaker opnieuw het ritme overneemt. Schok moet krachtig en lang genoeg, maar niet té lang (batterij
uitsparen) en niet té krachtig (om weefselschade te beperken).
Prikkelvoortgeleiding: Passieve voortgeleiding van elektrische signalen doorheen de cel
Een elektrische tonus verspreidt zich door axon, maar wordt kleiner met de afstand. Er is beweging van lading
doorheen het axon én doorheen het membraan.
Lengteconstante is afstand tot 63% verval van de lading:
Myelinisering: CM daalt en RM stijgt => tijdsconstante daalt en lengteconstante stijgt
Depolarisatie via receptor kanalen -> Na+ kanalen openen -> depolarisatiegolf in 1 richting -> K+ kanalen openen ->
repolarisatie geprikkelde segment -> depolarisatie volgende knoop -> K+ kanalen open -> repolarisatie ->
depolarisatie volgende knoop -> Na+ kanalen refractair -> prikkelvoortgeleiding
* gemyeliniseerde neuronen zijn sneller dan niet-gemyeliniseerde, MAAR niet bij diameters kleiner dan 1qm.
Prikkelvoortgeleiding in de hartspier
Hartspier bestaat uit individuele cellen (1 kern elk) die elektrisch met elkaar gekoppeld zijn via gap junctions.
Depolarisatie in 1 cel zorgt voor elektrische stroom naar naburige cel, die ook depolariseert. Elektrische weerstand
tussen cellen is relatief groot, dus lengteconstante is redelijk kort ivm axonen.
Voorplantingssnelheid van AP versnellen door depolarisatie in cel A te vergroten of lagere drempelpotentiaal.
=> Voortgeleidingsstoornissen zijn oorzaak van Sudden Cardiac Death (SCD)
b. Diversiteit van ionenkanalen
Definiërende eigenschappen: Hoge transport rate (107-108 ionen/s), selectiviteit & gating
Alles wat een AP kan genereren heeft spanningsafhankelijke ionenkanalen
Structuur: 𝛂-subeenheid is porievormend proteïne (localisatie in membraan, selectiviteit, gating & interactie)
Assecorische eenheid (ß, ɣ, ∂) bepalen fijnere eigenschappen (activatie/inactivatie, subcellulaire
localisatie, interactie met andere proteïnen.
Alle subeenheden nodig, anders niet functioneel
, i. Spanningsafhankelijke Na+ kanalen (NaV)
o Zorgen voor snelle depolarisatie tijdens de actiepotentiaal
o Zitten in exciteerbare cel-types (neuron, hartspier, skeletspier)
o Zijn gevoelig voor lokale anesthetica (tetracaine, lidocaine, procaine)
o Verschillende subeenheden: - Porie-vormend proteïne: ionenselectiviteit en gating
- Accessorische proteïnen: modulatie van activiteit
o Bepalen exciteerbaarheid van weefsel. Wanneer NaV kanalen geïnhibeerd worden, verschuift de
drempelpotentiaal naar rechts -> minder exciteerbaar (tijdelijk)
o Ionenkanalen kunnen openen, deactiveren & inactiveren (= sluiten terwijl activerende prikkel nog aanwezig).
Inactivatiepoort sluit door depolarisatie, activatiepoort is afhankelijk vd spanning.
Wanneer NaV kanalen geïnactiveerd zijn, heel positieve drempelpotentiaal en cel is minder prikkelbaar.
(Overgang naar activeerbare toestand van NaV kanaal verloopt spontaan bij negatieve VM en kost tijd.
o Window-current = niet-inactiverende stroom binnen een bepaald VM gebied
o Activatie-curve naar links & inactivatie-curve naar rechts zorgt voor gain-of-function
o Inactivatie gebeurt adhv “ballen” die porie blokkeren (snelle inactivatie). Specifieke mutaties in proteïne
kunnen inactivatie verhinderen.
Structuur-Pharmacologie relaties
Blokkers: - TTX (tetrodotoxine) -> geen werking NaV kanalen -> geen AP meer -> dood
- Lokale anesthetica -> inactivatie vd gate
Activators: - Scorpiotoxine (spannings-sensor)
- Aconitine (spannings-sensor) -> zit in monnikskap, verstoort inactivatie, “queen of poisons”, geen
elektrische activiteit in neuronen & dus geen geleiding naar de hersenen
- Batrachotoxine (inactivatie vd gate)
=> Langdurig actief houden NaV kanalen -> overactivatie -> storing normale AP vorming & spieren etc
ii. Spanningsafhankelijke Ca2+ kanalen (CaV)
o Elektrische call-to-action
o Excitatie-contractie koppeling of excitatie-secretie koppeling
o Vrijzetting neurotransmitters
o 4 sub-eenheden: 2𝛂, ß, ɣ, ∂
o 2 klassen: L (large & long lasting) en T (tiny & transient, activeren en inactiveren snel en volledig)
o Ca2+ afhankelijke inactivatie: influx van Ca2+ inactiveert het kanaal. Via Calmoduline dat na binding met Ca2+
interageert met intracellulaire domeinen en zo het kanaal sluit.
*Ba2+ is vrij gelijkaardig aan Ca2+, kan door kanaal maar kan niet binden aan Calmoduline om kanaal te sluiten.
iii. K+ kanalen
o K+ stroom is NOOIT celinwaarts want EK is negatiever dan VM. Enige plek waar inwaarts = binnenoor J
o Functies: -> Instellen en stabiliseren vd rustpotentiaal
-> Repolarisatie van membraanpotentiaal
-> Regeling vd frequentie van actiepotentialen
-> Bepalen exciteerbaarheid van weefsel (loss-of-function leidt tot hyperexciteerbaarheid)
-> Koppeling tussen metabolisme en VM
-> Koppeling met G-proteïne
Spanningsafhankelijke K+ kanalen (Kv)
Meest diverse familie van ionenkanalen, indeling gebeurt obv functionele en gating eigenschappen
• Delayed outward rectifyers: Zorgen voor hyperpolarisatie en het opnieuw prikkelbaar zijn van cel na AP.
• Transient-outward retifyers: Idem
• Ca2+ geactiveerde K-kanalen: Activatie via intracellulaire 2nd messenger Ca2+. Koppeling tussen Ca2+ signaal en
membraan-potentiaal/prikkelbaarheid. 3 types: BK, SK en IK kanalen. Spanningsgevoeligheid verschuift onder
invloed van intracellulaire Ca2+ concentratie
• Inwaarts rectificerende kanalen
Ook structurele diversiteit (dimeren, tetrameren)
The benefits of buying summaries with Stuvia:
Guaranteed quality through customer reviews
Stuvia customers have reviewed more than 700,000 summaries. This how you know that you are buying the best documents.
Quick and easy check-out
You can quickly pay through credit card or Stuvia-credit for the summaries. There is no membership needed.
Focus on what matters
Your fellow students write the study notes themselves, which is why the documents are always reliable and up-to-date. This ensures you quickly get to the core!
Frequently asked questions
What do I get when I buy this document?
You get a PDF, available immediately after your purchase. The purchased document is accessible anytime, anywhere and indefinitely through your profile.
Satisfaction guarantee: how does it work?
Our satisfaction guarantee ensures that you always find a study document that suits you well. You fill out a form, and our customer service team takes care of the rest.
Who am I buying these notes from?
Stuvia is a marketplace, so you are not buying this document from us, but from seller lellykelly. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $6.43. You're not tied to anything after your purchase.
