Samenvatting leerstof selectie premaster Geneeskunde
Hoofdstuk 4 - Eline
Transport of substances through cell membranes
Figuur 4.1 geeft gemiddelde concentraties van belangrijke elektrolyten en andere
bestandsdelen in de extracellulaire en intracellulaire vloeistof. De extracellulaire vloeistof bevat
veel natrium, maar weinig kalium. Het is belangrijk dat de juiste concentraties aanwezig zijn om
de cel in leven te houden.
Het celmembraan is een lipide dubbellaag met transporteiwitten
Het celmembraan bestaat voornamelijk uit een lipide dubbellaag met grote aantallen
eiwitmoleculen die door het gehele membraan gaan. Het membraan zorgt voor een barrière
tussen de extracellulaire en intracellulaire vloeistof. Alleen vetoplostbare betandsdelen kunnen
regelrecht diffunderen door het celmembraan, zoals in de meest linker pijn in onderstaand
plaatje te zien is.
De eiwitmoleculen zorgen voor een alternatieve weg door het celmembraan. De eiwitten kunnen
verschillende functies hebben, maar zijn voornamelijk transporteiwitten. Hierin zijn er twee
eiwitten te onderscheiden: kanaaleiwitten en drager eiwitten (carrier proteins).
Luca Plekkenpol
, Samenvatting leerstof selectie premaster Geneeskunde
Diffusie vs actief transport
Transport door het celmembraan gebeurt via diffusie of actief transport.
Diffusie = random moleculaire beweging van stoffen. Dit gaat per molecuul. Diffusie gebeurt via
het celmembraan of kanaaleiwitten. De energie benodigd hiervoor is energie van normale
kinetisch beweging.
Actief transport = Beweging van ionen of andere stoffen door het celmembraan in combinatie
met een carrier eiwit waarbij het carrier eiwit zorgt dat de stof tégen de energiegradiënt in
beweegt (bijvoorbeeld van lage concentratie naar hoge concentratie). Hiervoor is naast de
energie van normale kinetische beweging ook nog een andere vorm van energie nodig.
Diffusie
Het belangrijkste concept van diffusie is de beweging van moleculen. Zodra een molecuul A
botst tegen een molecuul B, gaat molecuul B ook bewegen omdat het een deel van de energie
van molecuul A overneemt. Door de continue beweging van moleculen in vloeistoffen en gassen
komt diffusie tot stand.
Diffusie door het celmembraan kan opgedeeld worden in twee subtypes: simpele diffusie en
gefaciliteerde diffusie.
1. Simpele diffusie: Kinetische beweging van een molecuul gebeurt door een membraan
opening of intermoleculaire ruimte zonder interactie met carrier eiwitten in het
membraan. De snelheid van diffusie wordt bepaald door de hoeveelheid stof aanwezig,
snelheid van kinetische beweging en het aantal en grootte van de openingen in het
membraan. Simpele diffusie kan door het celmembraan door twee pathways:
a. Door de tussenruimten van de lipide dubbellaag → een molecuul is vetoplosbaar.
De snelheid van diffusie is hierbij afhankelijk van hoe vetoplosbaar een molecuul
is. Voorbeeld: een zuurstofmolecuul kan er super makkelijk doorheen, alsof er
geen membraan aanwezig is.
b. Door waterkanalen die door sommige transporteiwitten heen penetreren (zie
figuur hierboven). Eén van deze kanalen zijn aquaporins. Deze kanalen laten
alleen water door. Er zijn minstens 13 verschillende types aquaporins in
verschillende cellen van zoogdieren. De voorwaarde om door de andere kanalen
te kunnen als molecuul is dat het wateroplosbaar moet zijn. Ook geldt; hoe groter
het molecuul, hoe moeilijker penetratie gaat.
2. Gefaciliteerde diffusie: vereist interactie met een carrier eiwit. Het carrier eiwit bindt
chemisch met het molecuul of ion en pendelt het door het membraan heen.
Diffusie door eiwitporiën en kanalen - selectieve permeabiliteit en poortwachters
Poriën bestaan uit integrale (gehele, ongeschonden) celmembraan eiwitten die open pijpen
vormen door het membraan en altijd open zijn. De diameter en de elektrische lading zorgen
voor een bepaalde selectiviteit. De eiwitkanalen kunnen onderscheiden worden door twee
belangrijke kenmerken:
1. Selectieve permeabiliteit
Selectiviteit ontstaat door karakteristieken van het kanaal, zoals diameter, vorm,
elektrische lading en chemische bindingen.
Luca Plekkenpol
