In dit document vind je een beknopte, maar volledige samenvatting van de cursus Celfysiologie die gegeven wordt in het eerste semester van de tweede fase Farmaceutische wetenschappen door prof. G. Bultynck.
Celfysiologie (3SP)
H1: INTRODUCTIE - HOMEOSTASE
celfysiologie => membraan-gemedieerde processen
1.1 Homeostase = proces van constant houden van intern systeem
benodigdheden: - muscoskeletaal systeem: beweging regeling: - biochemische signalen (endo. klieren)
- gastroïntestinaal systeem: vertering voedsel - elektrische signalen (zenuwstelsel)
- ademhalingssysteem: zuurstof absorberen -> energie
- circulatorisch systeem: transport zuurstof en nutriënten
- nieren en respiratoir systeem: eliminatie afvalstoffen
1.2 Compartimentalisatie in het lichaam
1.2.1 Opbouw
biomembraan = lipidendubbellaag + membraanproteïnen
< fosfolipiden + cholesterol + sfingolipiden -> transport: bv. ionenkanalen, ionenpompen, carriers…
-> vetzuurketen (hydrofobe staart) (bv. sfingomyeline, -> signaal: bv. GPCRs, groeifactoren…
+ glycerol glucosylcerebroside)
+ fosfaat
+ polaire groep (hydrofiele kop)
(bv. fosfatidyl-choline/serine/inositol)
(2D fluid, één laag = leaflet)
(AFM: atomic force microscopie -> membraanoppervlak onderzoek (p. 5))
1.2.2 Biomembranen zijn geen uniforme structuren
cholesterol cardiolipine PC (fosfatidylcholine) PS (fosfatidylcholine)
plasmamembraan hoog zeer laag buitenste laag hoog zeer laag
mito. membraan zeer laag hoog binnenste laag laag hoog
--> uitwisseling lipiden = flip-flop
bv. apoptotische cel: casp. 3/7 (protease) -> scramblase actief -> PS aan buitenzijde -> signaal voor macrofagen!
-> microdomeinen met verschillende functies onderzoeken m.b.v GFP: 1. exciteren GFP (met UV-licht)
2. valt terug
#Nobelprijs: Roger Tsien 3. emissie licht (langere golflengte)
-> koppelen aan eiwit om localisatie te bepalen
-> verschillende varianten GFP met verschillende kleuren
1.3 Transportprocessen
- intracellulaire communicatie: biochemische signalen (second messengers: bv. IP3, cAMP, Ca2+…)
- extracellulaire - : biochemische- (hormonen en groeifactoren) of elektrische signalen (transport ionen of exciteerbare cellen)
H2: DIFFUSIE EN PERMEABILITEIT
2.1 Diffusie = transport van moleculen volgens concentratiegradiënt a.d.h.v. random bewegingen
2.1.1 Wet van Fick (1ste wet diffusie)
∆C
J ≈
∆x
-> lineaire gradiënt: J = −D ∆C
∆x
-> D = diffusiecoëfficiënt (in cm²/s)
kT 1
-> niet-lineaire gradiënt: J = −D dC
dx
Stokes-Einstein vgl.: D = 6πrη --> D ≈ µ
𝑟
2.2.2 Diffusie volgens meandering
één molecule heeft geen echte richting, groot aantal moleculen -> spreiding: Gauss-curve: x̅ = 0 -> geen goede maat voor diffusie
(toepassende vbn zie dia 26-28) RMS: 1D -> 𝑑 = √2𝐷𝑡
2D -> 𝑑 = √4𝐷𝑡
3D -> 𝑑 = √6𝐷𝑡
-> kwadratisch gemiddelde afstand
2.2 Diffusie over membranen (grafieken dia 32-34) (toepassend vb dia 36)
- partitiecoëfficiënt: β = Cmem./Caq. Cinmem. = β.Cin en Coutmem. = β.Cout -> β > 1: lipofiele stof -> meer perm., flux hoger
-> β < 1: hydrofiele stof -> minder perm., flux lager
𝐶𝑖 −𝐶𝑜 𝛃𝐃
- nieuwe diffusievergelijking: J = −Dβ
∆x
-> permeabiliteit: 𝐏 =
∆𝐱
∆C(t) = ∆C°. 𝑒 −𝑘𝑡 = ∆𝐶°. 𝑒 −𝑡/𝜏 -> tijdsconstante τ = 1/k: aflezen bij C = 1/3 C° (zie dia 40-41)
-> snelheidsconstante k = P.2000cm-1: groot voor lipofiele stoffen
- netto flux = influx (Jo->i = P.Co) + efflux (Ji->o = P.Ci)
2.3 Biomoleculen die getransporteerd worden via diffusie
gassen > steroïden > zwakke zuren en basen > vetzuren > water, ethanol en urea (> farmaceutische componenten)
*opname GM in maagdarmstelsel (dia 45-47!!)
1
, H3: OSMOTISCHE DRUK EN WATERBEWEGING
3.1 Osmose = beweging/flux van water door semipermeabel membraan t.g.v. verschil in opgeloste stof in twee compartimenten
(osmolariteit in mol/l en osmolaliteit in mol/kg) (1 mol glucose = 1 osmole, maar 1 mol NaCl = 2 osmole)
- Wet van Van’t Hoffs: π = RT∆Csolute
P
- Effectieve osmotische druk: π = σRT∆Csolute -> reflectiecoëfficiënt σ = 1 − P solute -> als σ =0 vrije diffusie en σ=1 max. Posmo.
water
- OSMOLARITEIT ≠ TONICITEIT: hypotoon -> cel zwelt
(dia 56-57) hypertoon -> cel krimpt
isotoon -> celvolume onveranderd
3.2 Osmotische- en hydrostatische druk
Jv = Lp (∆π -∆P) = Lp (σRT∆Csolute - ∆P) (hydrolische conductiviteit Lp: maat voor makkelijkheid waarmee water door membraan gaat)
3.2.1 Ter hoogte van capillairen
Pc = hydrostatische druk in capillairen (= BLOEDDRUK) -> variabel: 32 (arteole zijde) – 15 mm Hg (veneuze zijde)
Pi = hydrostatische druk in interstitium (verwaarloosbaar klein)
πc (cte) = osmotische druk in capillairen (= σRT∆Csolute) -> gemeten hoger dan berekend o.w.v. dissociatie eiwit en tegenionen
πi (cte) = osmotische druk in interstitium
**Positief als vloeistof capillair verlaat**
Jv = Kf [(Pc + πi) – (Pi + πc)]
(dia 61) absorptie > filtratie -> netto verlies van water (bloed) -> LYMFATISCH SYSTEEM: heropname overtollig interstitium vloeistof
(pathologie: Elephantiasis)
(relatieve druk: bloedvaten > intestinale vloeistof > lymfe capillairen > lymfe vaten > grote circulatie vaten)
3.2.2 Pathologie:
oedeem = opstapeling overmaat vloeistof
--> oorzaken: - Pc ↗ (bloedklonters)
- πc ↘ (lage albumine productie door bv. uithongering)
- πc ↘ en πi ↗ (verhoogde permeabiliteit van capillairen door bv. gif of allergische reactie)
cerebrale oedeem: overmatige intracraniale druk en abnormale neurologische symptomen
--> behandeling: mannitol toedienen -> kan HBB niet passeren, water uit CSF (?) naar bloed -> hersenvolume neemt af
3.3 Effect opgeloste stof op celvorming (grafieken dia 66-67)
permeabele -: transiënte verandering van celvolume <-> impermeabele stof: permanente verandering van celvolume
‘’De hoeveelheid impermeabele opgeloste stof bepaalt het cel volume.’’
H4: ELEKTRISCHE GEVOLGEN VAN IONISCHE CONCENTRATIEGRADIËNTEN
4.1 Ionen in biomembranen
intracellulair (mM) extracellulair (mM)
K+ 140 5
Na+ 10 145
Cl- 6 106
-> kalium en anionen -> natrium en chloride
4.2 Selectieve ionische permeabiliteit door membranen
!! Cel in rust is hoofdzakelijk doorlaatbaar voor kalium!!
Stel cel enkel doorlaatbaar voor kalium: bij elk K+ naar buiten wordt buitenzijde meer pos. en binnenzijde meer neg.
--> elektrochemisch potentiaalverschil: werkt verdere verplaatsing K + tegen
--> evenwicht: - netto flux = 0
𝟔𝟏,𝟓 𝐜𝐨𝐮𝐭
- Nernst vergelijking: 𝐄𝐞𝐪 = 𝐥𝐨𝐠 ( ) [= 𝐕𝐦 indien membraan enkel doorlaatbaar voor K+]
𝐳 𝐜𝐢𝐧
#Nobelprijs: Walther Hermann Nernst
(vragen en oefeningen dia 76-79!!)
4.3 Membraanpotentiaal Vm
Bepaalt door ion waarvoor membraan meest permeabel is: K+-efflux en Cl—influx -> Vm meer neg. // Na+-influx -> Vm meer pos.
RT PK [K+ ]out + PNa [Na+ ]out + PCl [Cl− ]in
Goldman-Hodgkin-Katz vergelijking (GHK): Vm = ln ( ) -> geeft stabiel rustpotentiaal weer (I = 0)
F PK [K+ ]in + PNa [Na+ ]in + PCl [Cl−]out
I = zFJAmem. F = 96480 C/mol
*pos. flux = beweging partikel (pos./neg.) in de cel* *pos. stroom = beweging pos. ion uit de cel* (zie dia 83)
*ENa = 70mV, ECl = -70mV en EK = -90mV
2
Les avantages d'acheter des résumés chez Stuvia:
Qualité garantie par les avis des clients
Les clients de Stuvia ont évalués plus de 700 000 résumés. C'est comme ça que vous savez que vous achetez les meilleurs documents.
L’achat facile et rapide
Vous pouvez payer rapidement avec iDeal, carte de crédit ou Stuvia-crédit pour les résumés. Il n'y a pas d'adhésion nécessaire.
Focus sur l’essentiel
Vos camarades écrivent eux-mêmes les notes d’étude, c’est pourquoi les documents sont toujours fiables et à jour. Cela garantit que vous arrivez rapidement au coeur du matériel.
Foire aux questions
Qu'est-ce que j'obtiens en achetant ce document ?
Vous obtenez un PDF, disponible immédiatement après votre achat. Le document acheté est accessible à tout moment, n'importe où et indéfiniment via votre profil.
Garantie de remboursement : comment ça marche ?
Notre garantie de satisfaction garantit que vous trouverez toujours un document d'étude qui vous convient. Vous remplissez un formulaire et notre équipe du service client s'occupe du reste.
Auprès de qui est-ce que j'achète ce résumé ?
Stuvia est une place de marché. Alors, vous n'achetez donc pas ce document chez nous, mais auprès du vendeur irisvl. Stuvia facilite les paiements au vendeur.
Est-ce que j'aurai un abonnement?
Non, vous n'achetez ce résumé que pour €9,49. Vous n'êtes lié à rien après votre achat.
