CELFYSIOLOGIE
HOOFDSTUK 1: HOMEOSTASE EN CELLULAIRE FYSIOLOGIE
HOMEOSTASE STELT HET LICHAAM IN STAAT TE OVERLEVEN IN VERSCHILLENDE
OMGEVINGEN
Homeostase = principe dat lichaam (en cellen) in staat stelt te overleven in verschillende omgevingen
= proces waarbij het lichaam de interne omgeving constant houdt
BIJ verstoring van homeostatische mechanismen ® ziekte
ALS homeostatisch mechanisme ernstig is aangetast = geen normale homeostase meer mogelijk ® kunstmatige
levensondersteunende systemen nodig om de mens in leven te houden
Mensen kunnen overleven in zeer uiteenlopende omstandigheden, toch vergt de overleving van de cel zeer
gecontroleerde omstandigheden op fysisch en chemische niveau (temperatuur, O2, osmolariteit, pH)
Menselijk lichaam heeft een interne omgeving, die constant wordt gehouden om te zorgen voor overleving en
biologische werking (functie) van cellulaire bestanddelen van het lichaam.
NOODZAKELIJKHEDEN VOOR HOMEOSTASE
1. Musculoskeletaal systeem: die beweeglijkheid garandeert (naar voedsel, water…)
2. Gastro-intestinaal systeem: zodat men juiste voedingsstoffen uit voedsel halen
3. Ademhalingssysteem: O2 opnemen voor oxidatieve stofwisseling (‘voedsel verbranden voor energie’)
4. Circulatorisch systeem: voedingsstoffen en O2 transporteren naar cellen
5. Nier- en ademhalingssysteem: eliminatie van metabole afvalproducten
COÖRDINATIE EN REGULERING
1. Biochemische signalen: uitgegeven door endocriene systeem (= hormonale systeem)
2. Elektrische signalen: gegenereerd door zenuwstelsel (zenuwbanen via elektrische signalen in staat om die
processen te coördineren)
HET LICHAAM IS EEN GEHEEL VAN FUNCTIONEEL EN RUIMTELIJK GESCHEIDEN
COMPARTIMENTEN
Niet alleen op macroscopich niveau, maar ook op cellulair niveau
Leven = compartimentalisering: leven kan maar ontstaan door het feit
dat we in staat zijn om cellen en bepaalde omgevingen goed te isoleren,
elk compartiment is optimale samenstelling/omgeving voor specifieke
functie GEVOLG processen die plaatsvinden blijven constant
Bij vroegste vorm van overleven (bv. prokaryote cel) hebben al
plasmamembraan die ervoor zorgt dat interne omgeving afgesloten
wordt van externe omgeving. Gedurende de evolutie en ontstaan van
eukaryote cel is er toenemende compartimentalisatie:
plasmamembranen, compartimenten die opgebouwd zijn uit membranen (ER, lysosomen, mitochondriën...)
1
,Biologische membranen die cellen/subcellulaire organellen omringen zijn lipide
dubbellagen
Biologische membranen = lipide dubbellagen + transmembraaneiwitten
- Transporteiwitten: ionkanalen, ionenpompen, exchangers, carriers
- Signaaleiwitten: receptoren voor peptidehormonen, groeifactoren, Ab (voorbeeld
GPCR = G-protein coppled receptors)
Biologische membranen zijn in staat om twee compartimenten te scheiden MAAR
men wil ook in staat zijn om te communiceren, te reageren op (veranderende)
omgeving ® gebeurt door transmembraaneiwitten
Structuur van biologische membranen kan worden
gevisualiseerd door Atomic Force Microscopy (AFM)
HIERMEE zien dat membranen niet enkel bestaan uit lipiden
maar ook uit eiwitten
PROCES bestaat uit hendel met tip, die interacties uitvoert met
de oppervlakte (dmv. Vanderwaals interacties, hydrofobe –
hydrofiele interacties) zal tip zich altijd op bepaalde afstand van
het oppervlak bevinden. Als we daarop een laserstraal sturen,
zal de reflectie daarvan afhankelijk zijn van de plaats van de tip
in de richting & dat kan gedetecteerd worden door een diode. De pieken in de prent zijn de transporteiwitten in
het membraan. Moesten die niet aanwezig zijn zouden we een meer homogeen beeld krijgen.
Eiwitten die aanwezig zijn in biologische membranen zijn mobiel, een proces dat detecteerbaar is via
Fluorescence Recovery After Photobleaching (FRAP). Dat is het herstel van de fluorescentie na het overmatig
belichten van het fluorescent gekoppeld eiwit, dat zal geen fluorescentie meer teweeg kunnen brengen na
overmatige belichting dus de intensiteit zal verkleinen. We kunnen een bepaalde regio van de cel overmatig
belichten EN als de cel een eiwit tot expressie brengt dat zelf
fluorescent is, dan zien we dat er na verloop van tijd herstel is van de
fluorescentie. Die is niet volledig maar gedeeltelijk: dat komt doordat
eiwitten die niet in die regio aanwezig waren, zullen migreren naar die
regio = eiwitten die fluorescent uitschijnen.
NU is er een herstel van ongeveer 50%
ALLES MOBIEL dan zou alles herstelt zijn = 100%
NIKS MOBIEL dan zou er geen herstel zijn van fluorescentie = 0%
Biomembranen worden voornamelijk gevormd uit fosfolipiden, maar kunnen ook cholesterol en sfingolipiden
bevatten. Lipiden in membranen zijn fosfolipiden: amfipatisch. Fosfolipiden hebben vetzuurketens gekoppeld
aan glycerol (hydrofoob) en hebben koppen met daaraan een fosfaatgroep, die gekoppeld wordt aan de polaire
groep (hydrofiel) ® staarten richten zich naar elkaar & koppen stoten elkaar af = dubbellipiden membraan =
amfipatisch molecule die gedeeltelijk hydrofoob en gedeeltelijk hydrofiel is. 1 laag = leaflet
DUS amfipatische moleculen gaan bilayers vormen
2
, Door verbinding van vetzuurketens met glycerol (hydrofoob) aan
fosfaatgroep met polaire groep (hydrofiel) kan fosfatidylcholine
gevormd worden, een typisch fosfoglycerine. Fosfatidylcholine is
een belangrijk fosfolipide in biologische membranen. Choline
slaat op de polaire groep die altijd variabel kan zijn.
Andere fosfoglycerides aanwezig in membraan
Fosfatidylcholine: twee vetzuurketens aan glycerol & choline slaat op
hydrofiele groep
Fosfatidylethanolamine
Fosfatidylserine: enkel in binnenste leaflet (binnenste laag) van gezonde
cellen en bij apoptotische cel wordt die naar buitenkant geflipt
Fosfatidylinositol: één van de belangrijke moleculen van fosfatidylinositol is
fosfatidylinositol bifosfaat 2. Deze stof kan gesplitst worden in diacylglycerol
en IP3 (= belangrijk signaalmolecule), kan binden op IP3 receptorkanaal DAN
wordt calcium, opgestapeld in ER membraan vrijgezet
Hoewel biomembranen hoofdzakelijk gevormd
worden door fosfolipiden, kunnen ze ook
cholesterol en sfingolipiden bevatten. Sfingolipiden
zijn afgeleid van sfingosine, daarvan zijn 2
belangrijke: sfingomyeline & glucosylcerebroside
(is wat het polaire hoofd bevat). Bezitten ook
steroïdmoleculen zoals cholesterol, die zich
voornamelijk in buitenste membraan bevinden en
die fluïditeit van membranen controleert.
3
, Biomembranen zijn geen uniforme structuren
§ Verschillende membranen = verschillende lipidensamenstelling
§ Lipidensamenstelling kan verschillen tussen binnen- en buitenmembraan (bv. fosfolipiden komen voor aan
binnenste maar niet aan buitenste leaflet)
Fantastisch systeem: voor gezonde cellen is er dus een asymmetrische samenstelling van die membraan.
Aanwezigheid van PS aan buitenkant van cel (normaal is het daar niet) wordt gezien als signaal voor identificeren
van cellen die afsterven. Signaal voor detecteren en verwijderen van apoptotische cellen.
HOE? Scramblases zijn verantwoordelijk voor uitwisselen van lipiden tussen binnenste en buitenste leaflet. In
gezonde cel is dat zeer inactief GEVOLG PS bevindt zich vooral aan binnenste leaflet. MAAR bij apoptotische cel
worden caspase-3 & caspase-7 geactiveerd DIE zullen scramblase knippen waardoor het hyperactief wordt
waardoor PS ook aan buitenste leaflet voorkomt. Dit is een signaal voor macrofagen en andere cellen om deze
cel te herkennen en op te ruimen.
Verschillende membranen bevatten verschillende samenstellingen van fosfo-inositiden, die dynamisch worden
gereguleerd BELANGRIJK fosfo-inositide = fosfatidyl-inositol-bifosfaat. Maar er zijn ook andere vormen die op
andere plaatsen kunnen voorkomen.
Membraanmicrodomeinen
§ Cytoskeleteiwitten (gemaakt door membraanmicrodomeinen)
werken samen met membraaneiwitten = structurele integriteit
§ Interacties van lipiden met eiwitten die zorgen voor
eiwitclustering en ‘tethering’ membraaneiwitten = organisatie
functionele domeinen waar local signaling kan gebeuren
Biomembranen zijn sterk georganiseerde structuren (oa. door cytoskeletale eiwitten) met verschillende
microdomeinen die verschillende functies vervullen ® deze inzichten zijn gebruikt om lipiden te ‘visualiseren’
met behulp van GFP-PH-domeinfusie-eiwitten. Dat laat ons toe eiwitten te detecteren adhv. fluorescentie.
4
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 mettepeeters. Stuvia facilite les paiements au vendeur.
Est-ce que j'aurai un abonnement?
Non, vous n'achetez ce résumé que pour €20,49. Vous n'êtes lié à rien après votre achat.
