Samenvatting van celfysiologie gemaakt door schakelstudent. Gebaseerd op de slides van in de lessen van Prof. Voets T. en Prof. Vennekens R, geen overbodige informatie. Veel figuren met uitleg. Zie ook de woordenlijst (apart document). Bevat 6 hoofdstukken; Homeostase, Electrofysiologie, Celfysiolo...
Hoofdstuk 1: Homeostase
1.1 Water – Ionen – Membranen – Kanalen – Transporters
1.1.1 Vloeistofcompartimenten en hun samenstelling !EXAM!
Tabel 1. Waterverdeling in mensen
Men Typical volume Woman Typical volume
(liter) (liters)
Total body fluid 60% body weight 42 50% body weight 35
ICF 60% TBW 25 60% TBW 21
ECF 40% TBW 17 40% TBW 14
Intersitial fluid 75% ECF 13 75% ECF 10
Plasma volume (PV) 20% ECF 3 20% ECF 3
Blood volume (BV) PV/(1-Hct) 5.5 PV/(1-Hct) 5
Transcellulaire fluid 5% ECF 1 5% ECF 1
* Veronderstel een gewicht van 70kg en een hematocriet van 45% voor mannen en 40% voor vrouwen
Figuur 1. Verdeling van water in het menselijk lichaam
• ECF en ICF worden enkel gescheiden door een plasmamembraan
o Permeabel voor water en voor sommige ionen
• Transcellulaire vloeistof zit afgescheiden van het interstitiële vloeistof
o Voorbeeld in de hersen ventrikels
o Samenstelling is variabel
• Osmolaliteit: algemene maat voor de hoeveelheid aan opgeloste stof
o Afhankelijk daarvan zal water zich gaan bewegen
1.1.2 Transmembranaire flux van ionen
• In welke richting kunnen ionen allemaal stromen
• Flux is de netto beweging van de ionen (rode pijl)
o Som van groene en blauwe pijl
• Elk compartiment heeft een potentiaal
• Vm is het membraan potentiaal
o Meestal rond de -70 mV
▪ Dus binnen de cel 70mv meer negatief
• Invloed in welke richting ionen gaan stromen Figuur 2. Transmembranaire flux van ionen
• ΔG: de verandering van vrije energie
o ΔG < 0 → Reactie zal spontaan opgaan (graag van binnen naar buiten)
o ΔG > 0 → Omgekeerde reactie zal opgaan
o ΔG = 0 → Reactie is in evenwicht
• ΔG = ΔGc + ΔGm
o ΔGc: verhouding van de concentratie binnen over buiten
o ΔGm: Spanning over het membraan
𝐶𝑖
• 𝛥𝐺 = 𝑅 ∗ 𝑇 ∗ 𝑙𝑛 + 𝑧 ∗ 𝐹 ∗ 𝑉𝑚
𝐶0
o R = 8,315 J*K-1*mol-1 (gas constante)
o T: temperatuur in Kelvin
o z: valentie (+1 voor natrium, kalium, -1 voor chloor, +2 voor calcium)
o F = 96500 C*mol-1 (Faraday constante)
o Vm: spanning over het membraan
▪ Vm is neg, dan is transport van X+ naar binnen energetisch gunstig
• Want positieve lading word aangetrokken door negatieve binnenkant
1.1.3 Evenwichtspotentiaal voor ionen
𝑅∗𝑇 [𝐶 ]
• ΔG = 0 als ΔGc = ΔGm → 𝑉𝑚 = − ∗ 𝑙𝑛 [𝐶 𝑖 ]
𝑧∗𝐹 𝑜
𝑅∗𝑇 [𝑋 ]
• Evenwicht potentiaal voor een ion X 𝐸𝑋 = − ∗ 𝑙𝑛 [𝑋 𝑖 ]
𝑧∗𝐹 𝑜
o Nerst vergelijking
60 [𝑋 ]
• Vereenvoudigde formule: 𝐸𝑋 ≈ ∗ 𝑙𝑜𝑔 [𝑋𝑜] in mV
𝑧 𝑖
𝐶𝑖
• Vereenvoudigde formule voor ΔG: 𝛥𝐺 ≈ 6000 ∗ 𝑙𝑜𝑔 + 𝑧 ∗ 100 ∗ 𝑉𝑚 in J*mol-1
𝐶𝑜
o De membraanpotentiaal Vm in millivolt
2
,1.1.4 Het begrip drijvende kracht
• Om te weten in welke richting een ion zal stromen in een ionen kanaal
• Membraanpotentiaal – evenwichtspotentiaal
• Drijvende kracht voor ion X = Vm – Ex
• Indien drijvende kracht positief is; Vm – Ex > 0
o Netto efflux van kationen
o Netto influx van anionen
• Indien drijvende kracht negatief is; Vm – Ex < 0
o Netto influx van kationen
o Netto efflux van anionen
• Indien Vm – Ex = 0 is;
o ΔG = 0
o Netto efflux noch influx
Tabel 3: Enkele typische waarden
Extracellulaire Intracellulaire Membraan Voltage Evenwichtspot. (mV) Drijvende kracht
Stof
concentratie [X]o concentratie [X]i Vm Ex=(60/z) * log [X]o/[X]i (Vm – Ex)
Na+ 145 mM 15 mM -60 mV +61 mV -121 mV
K+ 4.5 mM 120 mM -60 mV -88 mV +28 mV
Ca2+ 1.2 mM 0.001 mM -60 mV +125 mV -185 mV
Cl- 116 mM 20 mM -60 mV -47 mV -13 mV
HCO3- 25 mM 16 mM -60 mV -12 mV -48 mV
H+ 40 nM 63 nM
-60 mV -12 mV -48 mV
pH 7,4 7,2
1.1.5 Permeabiliteit van fosfolipiden-dubbellaag
• Gassen zijn permeabel
• Kleine ongeladen polaire moleculen zijn permeabel
o Water en ureum beetje permeabel
• Grote ongeladen moleculen niet permeabel
• Ionen niet permeabel
• Geladen polaire moleculen niet permeabel
1.1.6 Opbouw van gradiënten
1.1.6.1 ATP gedreven pompen
Figuur 3. Permeabiliteit van stoffen
• ATP is de energie die de pomp gebruikt
• 3 Na+ tegen de gradiënt in (naar buiten)
• En 2 K+ naar binnen
o Behoud van een gradiënt
• = Na+/K+-ATPase
1.1.6.2 Gefaciliteerde diffusie
• Met de elektrochemische gradiënt mee
• ΔG < 0
• Kanalen; hebben een schakelmechanisme
Figuur 4. Na/K-ATPase
o Laten bepaalde stoffen door
• Porie; gat in de membraan, geen schakelmechanisme
• Uniporter; conformatieverandering, zeer selectief
o Veel lagere turn over dan de andere 2
1.1.7 Pories
• Aquaporines = waterkanalen
o Waterdoorlaatbaarheid
• Perforine
o Perforeren de membraan → alles lekt uit de cel
o Voor slechte cellen
o Vb. cytotoxische T-cellen
3
, 1.1.8 Ionenkanalen
• Vaak symmetrische structuren
o Centrale porie omgeven door sub eenheden
• Trimeer
• Tetrameer
• Pentameer
• Hexameer
1.1.8.1 Connexines
• 4 transmembranaire domeinen
• 1 subeenheid is waardeloos
• Hexameer van 6 monomeren = connexon
• 2 Connexonen → gab-junction
• Elektrische koppeling naburige cellen Figuur 5. Ionenkanalen - wederkerende structuren
• Porie diameter van 1,4 nm minimum
Figuur 6. Connexine met 4 transmembranaire domeinen
Figuur 7. Inward rectifier K+ kanaal
1.1.8.2 Voltage-gated kation superfamily
• Grootste groep met allen een gelijkaardige structuur
• Afkomstig van een oerelement
o 2 Transmembranaire structuren met een porië loop
• 4 sub eenheden samen → K+ selectief kanaal
o Niet spanningsgevoelig omdat geen sensor heeft
• Voltage gated channel
o 4de domein draagt een lading
o Reageren op stroom veranderingen → bewegen boven en onder op
membraan
• Door evolutie zijn er veel varianten gekomen Figuur 8. Voltage-gated H+ kanaal
o Allen een combinatie van de 2
• Meestal 6 transmembranaire domeinen
o 4de vaak een lading
o Soms iets extra
Figuur 9. Twee voorbeelden van kanalen. Boven een voltage-gated Na+ kanaal en onder een voltage gated Ca2+ kanaal
1.1.8.3 ENaC
• Epitheliaal Na+ kanaal
• Selectief voor natrium in epitheelcellen (darm/nier)
• Niet spanning geschakeld
• Trimeer
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 DCsss. Stuvia facilite les paiements au vendeur.
Est-ce que j'aurai un abonnement?
Non, vous n'achetez ce résumé que pour €10,99. Vous n'êtes lié à rien après votre achat.
