Samenvatting leerstof selectie premaster Geneeskunde
Hoofdstuk 2
Elke cel in een levend organisme kan maanden tot jaren overleven, mits de omgevende
vloeistoffen de geschikte nutriënten bevatten. Cellen zijn de bouwblokken van het lichaam en
geven structuur aan de weefsels en organen, nemen nutriënten op en zetten ze om in energie
en hebben een gespecialiseerde functie. Ook bevatten ze erfelijke/genetische code, die regelt
welke stoffen gemaakt worden door de cel en het mogelijk maakt om zich te repliceren.
Organisatie van de cel
Voornaamste delen van de cel zijn de celkern
en het cytoplasma, welke gescheiden zijn door
een nucleair membraan. Het celmembraan
scheidt het intracellulaire gedeelte van de
extracellulaire omgeving. De verschillende
stoffen waaruit de cel bestaat worden collectief
het protoplasma genoemd, wat voornamelijk uit vijf substanties bestaat - water, elektrolyten,
eiwitten, vetten en koolhydraten.
Water
Cellen zijn voor 70-85% opgebouwd uit water, behalve vetcellen. Veel cellulaire chemicaliën zijn
opgelost in water, andere liggen in suspensie in water als vaste deeltjes.
Ionen
Zoals kalium (potassium), magnesium, fosfaat, sulfaat, bicarbonaat en kleinere hoeveelheden
natrium (sodium), chloor en calcium. De ionen zorgen voor anorganische chemicaliën in
cellulaire reacties en voor sommige cellulaire controlemechanismen.
Eiwitten
Na water het meest voorkomend in het lichaam, ongeveer 10-20% van de celmassa.
- Structurele eiwitten: Vooral aanwezig in de vorm van lange filamenten, wat polymeren
van veel individuele, kleinere eiwitten (monomeren) zijn. Filamenten worden veel
gebruikt om microtubules te vormen, welke de cytoskeletten van cellulaire organellen
vormen zoals cilia, zenuwaxonen, de mitotische spindels van delende cellen, en een
warrige massa van dunne, filamenteuze tubules die de delen van het cytoplasma en
nucleoplasma samenhouden. Fibrillaire eiwitten zijn buiten de cel aanwezig, met name
in elastische en collageenvezels van bindweefsel en in de wanden van bloedvaten,
pezen en ligamenten.
- Functionele eiwitten: Vaak samengesteld uit combinaties van verschillende moleculen in
een tubulair-globulaire vorm. Deze eiwitten zijn vooral de enzymen van de cel en zijn in
tegenstelling tot fibrillaire eiwitten mobiel in de celvloeistof. Velen hiervan zijn gebonden
aan een membraan in de cel en katalyseren verschillende chemische reacties.
Luca Plekkenpol
, Samenvatting leerstof selectie premaster Geneeskunde
Voorbeeld: glucose splitsen in kleinere moleculen, dan binden met zuurstof om CO2 en
water te vormen en zo energie te verzorgen → allemaal gekatalyseerd door eiwit-enzym.
Vetten
Dit is een samengestelde groep van verschillende typen substanties vanwege hun
gemeenschappelijke eigenschap om op te lossen in vetoplossingen. Belangrijke vetten zijn
fosfolipiden en cholesterol, vormen 2% van celmassa. Onoplosbaar in water → worden gebruikt
om celmembraan en interne membranen te vormen. Sommige cellen bevatten grote
hoeveelheden triglyceriden (neutrale vetten). In vetcellen (adipocyten) zorgen triglyceriden voor
95% van de celmassa. Opgeslagen vetten dienen als opslag voor later energieverbruik.
Koolhydraten
Spelen grote rol in celvoeding en hebben structurele functies, als delen van glycoproteïnen.
Meestal is ongeveer 1% van de celmassa in gebruik voor opslag van koolhydraten, 3% in
spiercellen en 6% in levercellen. Koolhydraten in de vorm van opgelost glucose zijn altijd
aanwezig in de omringende vloeistof. Ook wordt een kleine hoeveelheid koolhydraten
opgeslagen in cellen in de vorm van glycogeen, een onoplosbare polymeer van glucose die snel
omgezet kan
worden in
glucose.
Luca Plekkenpol
, Samenvatting leerstof selectie premaster Geneeskunde
Structuur van de cel
De cel bevat intracellulaire organellen: sterk georganiseerde fysieke structuren die belangrijk
zijn voor het functioneren van cellen. Zonder bv de mitochondriën zou 95% van de energie die
vrijkomt uit voedingsstoffen verloren gaan.
De meeste organellen zijn bedekt door membranen van lipiden en eiwitten, zoals het
celmembraan, nucleaire membraan en membranen van ER, mitochondria, lysosomen en
Golgi-apparaat. De lipiden in de membranen belemmeren water en in water oplosbare stoffen
om te bewegen van het ene celcompartiment naar het andere. Eiwitmoleculen die het
membraan overbruggen vormen gespecialiseerde routes voor doorgang van specifieke
substanties of moleculen door het membraan. Ook zijn er veel membraaneiwitten in de vorm
van enzymen die een groot aantal verschillende chemische reacties katalyseren.
Celmembraan:
- Omgeeft de cel
- Dun (7,5-10 nm), buigzaam en
elastisch
- Bijna volledig samengesteld uit
eiwitten en lipiden. (De geschatte
samenstelling is 55% eiwitten, 25%
fosfolipiden, 13% cholesterol, 4%
andere lipiden en 3% koolhydraten.)
- Dubbele laag van lipiden
- Verspreid over celmembraan zijn
grote, bolvormige eiwitten.
De dubbele laag van lipiden is
samengesteld uit de drie hoofdtypen
lipiden: (vooral) fosfolipiden, sfingolipiden
en cholesterol. Fosfolipiden zijn de meest
voorkomende celmembraanlipiden. Het
fosfaatuiteinde van elk fosfolipidemolecuul
is hydrofiel en oplosbaar in water. Het vetzuurgedeelte is hydrofoob en alleen oplosbaar in
vetten. Omdat de hydrofobe delen van de fosfolipidemoleculen worden afgestoten door water
maar wel tot elkaar worden aangetrokken, hebben ze een natuurlijke neiging om zich in het
midden van het membraan aan elkaar te hechten. De hydrofiele fosfaatuiteinden vormen dan de
twee oppervlakken van het volledige celmembraan, in contact met intracellulair water aan de
binnenkant van het membraan en extracellulair water aan de buitenkant. De lipidelaag in het
midden van het membraan is ondoordringbaar voor de in water oplosbare stoffen, zoals ionen,
glucose en ureum. Omgekeerd kunnen vetoplosbare stoffen, zoals zuurstof, koolstofdioxide en
alcohol, gemakkelijk dit deel van het membraan binnendringen.
Sfingolipiden, afgeleid van de aminoalcohol sfingosine, hebben ook hydrofobe en hydrofiele
groepen en zijn in kleine hoeveelheden aanwezig in de celmembranen, vooral zenuwcellen. Van
Luca Plekkenpol
