Anatomie fysiologie en pathologie
Hoofdstuk 2 cellen
Filmpje menselijk lichaam:
Biologische regelmechanismen van het menselijk lichaam:
2.1 Metabolisme
,Met stofwisseling (metabolisme) worden alle biochemische reacties bedoeld die in de cellen
kunnen plaatsvinden. Er zijn 2 typen biochemische reacties:
o Anabole reacties
Bij anabole reacties worden kleine moleculen samengevoegd tot grotere moleculen,
deze reactie kost energie (actief). De gevormde moleculen worden ingebouwd in de
cellen en gebruikt voor groei, onderhoud en reparatie van weefsel (ook wel assimilatie).
o Katabole reacties
Bij katabole reacties worden grotere moleculen afgebroken tot kleinere moleculen,
hierbij komt energie vrij (passief). Die energie kan gebruikt worden voor de
opbouwstofwisseling of voor andere energie vragende processen. Er is ook sprake van
afbraak van stoffen (dissimilatie)
Verbranding
Verbranding is een veel voorkomende afbraakreactie, hierbij reageert een energierijke stof
met zuurstof. Er is altijd zuurstof bij nodig dit is ook wel aerobe dissimilatie. Verbranding in de
cel wordt ook wel celademhaling genoemd.
Het doel van verbranding in de cel is het vrijmaken van energie. De brandstof voor
verbranding is meestal glucose. Na verbranding ontstaat naast energie ook afvalstoffen, dat
zijn onder andere koolstofdioxide en water.
Na verbranding ontstaat naast energie ook afvalstoffen, hieronder valt zuurstof en
koolstofdioxide.
Verbranding van glucose in formule:
Glucose + zuurstof energie + water + koolstofdioxide
Als er geen glucose beschikbaar is kunnen er ook vetten worden verbrand dit is wel minder
‘schoon’ want er ontstaan meer afvalstoffen die de cel moet kwijt raken
Verbranding van vetten in formule:
Vetten + zuurstof energie + water + koolstofdioxide + afvalstoffen
Soms is er in de cel geen zuurstof beschikbaar maar is er wel behoefte aan energie. Dan
schakelt de cel over op afbraak van energierijke stoffen zonder dat er zuurstof wordt gebruikt.
Dit is anaerobe dissimilatie. De cel kan hiermee toch energie vrijmaken, maar de
energieopbrengst is veel lager en er zijn meer afvalstoffen
Anaerobe dissimilatie in formule:
Glucose energie + melkzuur + water
Energie
De cel beschikt continue over energie omdat er altijd verbranding plaats vindt. De energie
wordt eerst opgeslagen doordat er in de cel energierijke bindingen worden gevormd. De stof
die energie kan ‘opladen’ heet adenosinedifosfaat (ADP). Zodra er energie door verbranding
ontstaan kan er een derde fosfaatmolecuul aan ADP worden geboden, dat heet de stof
adenosinetrifosfaat (ATP). De derde verbinding is de energierijke binding. ATP bewaart de
energie.
Vorming van adenosinedifosfaat in formule:
ADP + P + energie ATP
ATP is op deze manier een klein energiepakketje geworden, ze kunnen zich overal in de cel
bevinden zodra er ergens energie in de cel nodig is wordt het derde fosfaatmolecuul snel
gekoppeld en komt de opgeslagen energie vrij.
Het vrijmaken van energie uit ATP-moleculen in formule:
ATP ADP + P + energie
,Enzymen
Alle biochemische reacties vinden plaats met behulp van reactieversnellers, de enzymen. De
belangrijkste kenmerken van enzymen zijn:
o Het zijn altijd eiwitten
o Ze worden door het lichaam zelf gemaakt
o Ze kunnen biochemische reacties razendsnel later verlopen, hierbij vindt
zetmeelafbraak plaats
o Ze zijn reactie specifiek: voor elk soort reactie bestaat een bepaalde soort enzym
o Ze zijn temperatuur specifiek: elk enzym werkt het best bij een bepaalde temperatuur,
dit is de optimumtemperatuur. Bij een lagere temperatuur werkt het enzym trager en
als de temperatuur te hoog wordt dan wordt de molecuul structuur beschadigd
o Ze zijn zuurgraad specifiek: ze hebben een optimale werking bij een bepaalde
zuurgraad
o Ze worden zelf niet verbruikt of chemisch veranderd bij de reacties die ze beïnvloeden
o Ze hebben een bepaalde stof nodig die mee helpt de reactie goed te laten verlopen
o Ze worden meestal genoemd naar de stof die ze splitsen of naar de reactie die ze
beïnvloeden. De naam van een enzym eindigt bijna altijd met -ase (lipase, amylase,
proteïnase, etc.)
2.2 bouw van de cel
Een cel is gevuld met cytoplasma (protoplasma) een geleiachtig vocht dat bestaat uit water
waarin onder meer eiwitten, koolhydraten, vetten en zouten zijn opgelost. Het cytoplasma
bevat een groot aantal structuur elk met een speciale functie. Deze structuren functioneren
vergelijkbaar met de organen van het menselijk lichaam, ze worden ook wel organellen
genoemd. Het waterige bestanddeel van de cel wordt ook vaak aangeduid met het cytosol.
Het cytoplasma en de meeste organellen worden omgeven door een dun vliesje, het
celmembraan respectievelijk plasmamembraan.
2.2.1 de celmembraan
De celmembraan speelt een belangrijke rol bij het in
stand houden van de voortdurende stofwisseling in
de cel. Deze beschermt de intracellulaire ruimte af
van het omringende milieu in de extracellulaire
ruimte en zorgt ervoor dat er geen stoffen uitlekken
of ongewenste stoffen binnendringen.
De celmembraan bestaat uit een dubbele laag
fosfolipiden met daartussen meer of minder
cholesterolmoleculen. Een fosfolipide is een
vetmolecuul dat een kop- en staartgedeelte heeft. Het kopgedeelte bestaat uit een verbinding
waarin zich fosfor bevindt (fosfaatgroep). De fosfaatgroep is hydrofiel, wateraantrekkend. Het
staargedeelte is een vetverbinding (lipide) en is hydrofoob, water afstotend. De hydrofiele
fosfaatgroepen vormen de buitenlaag die met het cytoplasma en het milieu buiten de vel
contact maakt.
De cholesterolmoleculen in de celmembraan zijn vetten met een hydrofiele en hydrofobe
kant. Ze liggen tussen de fosfolipidemoleculen in. Ze verstevigen de celmembraan en houden
de fosfolipide bij elkaar. Als ze dit niet hebben zouden ze te zwak en instabiel zijn.
In de dubbele fosfolipiden laag dobberen eiwitmoleculen, dit zijn membraaneiwitten. Sommige
steken aan weerskanten uit en heten membraanporiën. Ze dienen voor transport van stoffen
van en naar het cytoplasma. De membraaneiwitten dienen als een soort antenne voor het
ontvangen voor boodschappen. Een membraaneiwit met deze functie is een receptoreiwit.
Aan de buitenkant van de celmembraan kunnen koolhydraten vastzitten. Zo’n complex van
moleculen wordt een glycocalix genoemd. Deze heeft voor elk type cel een kenmerken
structuur en bepaalt de herkenbaarheid van de cel voor andere cellen in de omgeving.
, 2.2.2 transport via de celmembraan
Stoffen kunnen op verschillende manieren de cel in en uit. Sommige stoffen passeren de
celmembraan zonder dat de cel daarbij een actieve rol speelt, dit is passief transport en het
kost de cel geen energie. De meeste stoffen die een cel opneemt of afgeeft worden actief
getransporteerd. Actief transport kost wel energie
Passief transport
Passief transport van stoffen via de celmembraan is gebaseerd op diffusie en osmose.
Diffusie is het transport waarbij moleculen die zich verplaatsen van een gebied met een hoge
concentratie naar een gebied met een lage concentratie. Diffusie vindt dus plaats als er een
concentratieverschil is. Diffusie kan ook plaatsvinden in vloeistoffen en zelfs in vaste stoffen,
hoewel het in deze gevallen trager gaat. Osmose is het transport waarbij water van een
gebied met een lage concentratie van opgeloste stoffen naar een gebied met een hoge
concentratie van opgeloste stoffen beweegt via een semipermeabel membraan. Dit
membraan laat water door, maar houdt andere stoffen gedeeltelijk of helemaal tegen.
Hoe snel het water zich in of uit de cel verplaatst, hangt af van de concentratieverschillen
binnen en buiten de cel. Daarbij gaat het vooral om zouten in oplossing en eiwitmoleculen.
Hoe groter de concentratieverschillen, hoe harder de oplossing water ‘aanzuigt’. De zuigende
kracht die veroorzaakt wordt door zouten in oplossing wordt de kristalloïd-osmotische druk
genoemd (KOD).
Eiwitmoleculen lossen niet op maar worden omringd door watermoleculen. Eiwitten en water
vormen zo een colloïde oplossing. Ook deze oplossing veroorzaakt een osmotische zuigkracht,
die de colloïd-osmotische druk heet (COD).
Ook via de membraanporiën kunnen bepaalde opgeloste stoffen de cel in en uit diffunderen.
Hierbij gebruiken ze de membraanporiën als een soort sluis.
Actief transport
Dit is het transport waarbij stoffen verplaatst worden van een gebied met een lage
concentratie naar een gebied met een hoge concentratie. Dit gebeurt met behulp van
transporteiwitten die specifiek zijn voor bepaalde stoffen. Actief transport vereist energie, die
in de vorm van adenosinetrifosfaat (ATP) aan het transporteiwit geleverd wordt. Tijdens dit
vervoer bewegen de deeltjes tegen de concentratiegradiënt in naar de plaats met de hoogste
osmotische druk. Er zijn 2 typen actief transport: enzymatische pomp en blaasjestransport.
o Enzymatische pomp, hierbij worden de te transporteren stoffen met behulp van
enzymen door de celmembraan gesluisd. Deze enzymen worden transporteiwitten
genoemd. Aan de ene kant van de celmembraan bindt de stof zich aan het enzym.
Vervolgens werkt het enzym de stof door het membraan heen en laat het aan de
andere kant weer los. De pomp vervoert geladen deeltjes, in dat geval wordt dit
transportmiddel vaak een ionenpomp genoemd. Ook grotere moleculen zoals eiwitten
en monosachariden worden met de enzymatische pomp in en uit de cel
getransporteerd. Het vervoer kost de cel energie, die door de splitsing van ATP
geleverd wordt.
- Blaasjestransport, hierbij vormt de celmembraan een blaasje om de te transporteren
stof heen. Doordat de celmembraan bijna vloeibaar is kunnen de stukjes makkelijker
samensmelten (fuseren). Er ontstaat een blaasje in het cytosol, waardoor de ingesloten
Hoofdstuk 2 cellen
Filmpje menselijk lichaam:
Biologische regelmechanismen van het menselijk lichaam:
2.1 Metabolisme
,Met stofwisseling (metabolisme) worden alle biochemische reacties bedoeld die in de cellen
kunnen plaatsvinden. Er zijn 2 typen biochemische reacties:
o Anabole reacties
Bij anabole reacties worden kleine moleculen samengevoegd tot grotere moleculen,
deze reactie kost energie (actief). De gevormde moleculen worden ingebouwd in de
cellen en gebruikt voor groei, onderhoud en reparatie van weefsel (ook wel assimilatie).
o Katabole reacties
Bij katabole reacties worden grotere moleculen afgebroken tot kleinere moleculen,
hierbij komt energie vrij (passief). Die energie kan gebruikt worden voor de
opbouwstofwisseling of voor andere energie vragende processen. Er is ook sprake van
afbraak van stoffen (dissimilatie)
Verbranding
Verbranding is een veel voorkomende afbraakreactie, hierbij reageert een energierijke stof
met zuurstof. Er is altijd zuurstof bij nodig dit is ook wel aerobe dissimilatie. Verbranding in de
cel wordt ook wel celademhaling genoemd.
Het doel van verbranding in de cel is het vrijmaken van energie. De brandstof voor
verbranding is meestal glucose. Na verbranding ontstaat naast energie ook afvalstoffen, dat
zijn onder andere koolstofdioxide en water.
Na verbranding ontstaat naast energie ook afvalstoffen, hieronder valt zuurstof en
koolstofdioxide.
Verbranding van glucose in formule:
Glucose + zuurstof energie + water + koolstofdioxide
Als er geen glucose beschikbaar is kunnen er ook vetten worden verbrand dit is wel minder
‘schoon’ want er ontstaan meer afvalstoffen die de cel moet kwijt raken
Verbranding van vetten in formule:
Vetten + zuurstof energie + water + koolstofdioxide + afvalstoffen
Soms is er in de cel geen zuurstof beschikbaar maar is er wel behoefte aan energie. Dan
schakelt de cel over op afbraak van energierijke stoffen zonder dat er zuurstof wordt gebruikt.
Dit is anaerobe dissimilatie. De cel kan hiermee toch energie vrijmaken, maar de
energieopbrengst is veel lager en er zijn meer afvalstoffen
Anaerobe dissimilatie in formule:
Glucose energie + melkzuur + water
Energie
De cel beschikt continue over energie omdat er altijd verbranding plaats vindt. De energie
wordt eerst opgeslagen doordat er in de cel energierijke bindingen worden gevormd. De stof
die energie kan ‘opladen’ heet adenosinedifosfaat (ADP). Zodra er energie door verbranding
ontstaan kan er een derde fosfaatmolecuul aan ADP worden geboden, dat heet de stof
adenosinetrifosfaat (ATP). De derde verbinding is de energierijke binding. ATP bewaart de
energie.
Vorming van adenosinedifosfaat in formule:
ADP + P + energie ATP
ATP is op deze manier een klein energiepakketje geworden, ze kunnen zich overal in de cel
bevinden zodra er ergens energie in de cel nodig is wordt het derde fosfaatmolecuul snel
gekoppeld en komt de opgeslagen energie vrij.
Het vrijmaken van energie uit ATP-moleculen in formule:
ATP ADP + P + energie
,Enzymen
Alle biochemische reacties vinden plaats met behulp van reactieversnellers, de enzymen. De
belangrijkste kenmerken van enzymen zijn:
o Het zijn altijd eiwitten
o Ze worden door het lichaam zelf gemaakt
o Ze kunnen biochemische reacties razendsnel later verlopen, hierbij vindt
zetmeelafbraak plaats
o Ze zijn reactie specifiek: voor elk soort reactie bestaat een bepaalde soort enzym
o Ze zijn temperatuur specifiek: elk enzym werkt het best bij een bepaalde temperatuur,
dit is de optimumtemperatuur. Bij een lagere temperatuur werkt het enzym trager en
als de temperatuur te hoog wordt dan wordt de molecuul structuur beschadigd
o Ze zijn zuurgraad specifiek: ze hebben een optimale werking bij een bepaalde
zuurgraad
o Ze worden zelf niet verbruikt of chemisch veranderd bij de reacties die ze beïnvloeden
o Ze hebben een bepaalde stof nodig die mee helpt de reactie goed te laten verlopen
o Ze worden meestal genoemd naar de stof die ze splitsen of naar de reactie die ze
beïnvloeden. De naam van een enzym eindigt bijna altijd met -ase (lipase, amylase,
proteïnase, etc.)
2.2 bouw van de cel
Een cel is gevuld met cytoplasma (protoplasma) een geleiachtig vocht dat bestaat uit water
waarin onder meer eiwitten, koolhydraten, vetten en zouten zijn opgelost. Het cytoplasma
bevat een groot aantal structuur elk met een speciale functie. Deze structuren functioneren
vergelijkbaar met de organen van het menselijk lichaam, ze worden ook wel organellen
genoemd. Het waterige bestanddeel van de cel wordt ook vaak aangeduid met het cytosol.
Het cytoplasma en de meeste organellen worden omgeven door een dun vliesje, het
celmembraan respectievelijk plasmamembraan.
2.2.1 de celmembraan
De celmembraan speelt een belangrijke rol bij het in
stand houden van de voortdurende stofwisseling in
de cel. Deze beschermt de intracellulaire ruimte af
van het omringende milieu in de extracellulaire
ruimte en zorgt ervoor dat er geen stoffen uitlekken
of ongewenste stoffen binnendringen.
De celmembraan bestaat uit een dubbele laag
fosfolipiden met daartussen meer of minder
cholesterolmoleculen. Een fosfolipide is een
vetmolecuul dat een kop- en staartgedeelte heeft. Het kopgedeelte bestaat uit een verbinding
waarin zich fosfor bevindt (fosfaatgroep). De fosfaatgroep is hydrofiel, wateraantrekkend. Het
staargedeelte is een vetverbinding (lipide) en is hydrofoob, water afstotend. De hydrofiele
fosfaatgroepen vormen de buitenlaag die met het cytoplasma en het milieu buiten de vel
contact maakt.
De cholesterolmoleculen in de celmembraan zijn vetten met een hydrofiele en hydrofobe
kant. Ze liggen tussen de fosfolipidemoleculen in. Ze verstevigen de celmembraan en houden
de fosfolipide bij elkaar. Als ze dit niet hebben zouden ze te zwak en instabiel zijn.
In de dubbele fosfolipiden laag dobberen eiwitmoleculen, dit zijn membraaneiwitten. Sommige
steken aan weerskanten uit en heten membraanporiën. Ze dienen voor transport van stoffen
van en naar het cytoplasma. De membraaneiwitten dienen als een soort antenne voor het
ontvangen voor boodschappen. Een membraaneiwit met deze functie is een receptoreiwit.
Aan de buitenkant van de celmembraan kunnen koolhydraten vastzitten. Zo’n complex van
moleculen wordt een glycocalix genoemd. Deze heeft voor elk type cel een kenmerken
structuur en bepaalt de herkenbaarheid van de cel voor andere cellen in de omgeving.
, 2.2.2 transport via de celmembraan
Stoffen kunnen op verschillende manieren de cel in en uit. Sommige stoffen passeren de
celmembraan zonder dat de cel daarbij een actieve rol speelt, dit is passief transport en het
kost de cel geen energie. De meeste stoffen die een cel opneemt of afgeeft worden actief
getransporteerd. Actief transport kost wel energie
Passief transport
Passief transport van stoffen via de celmembraan is gebaseerd op diffusie en osmose.
Diffusie is het transport waarbij moleculen die zich verplaatsen van een gebied met een hoge
concentratie naar een gebied met een lage concentratie. Diffusie vindt dus plaats als er een
concentratieverschil is. Diffusie kan ook plaatsvinden in vloeistoffen en zelfs in vaste stoffen,
hoewel het in deze gevallen trager gaat. Osmose is het transport waarbij water van een
gebied met een lage concentratie van opgeloste stoffen naar een gebied met een hoge
concentratie van opgeloste stoffen beweegt via een semipermeabel membraan. Dit
membraan laat water door, maar houdt andere stoffen gedeeltelijk of helemaal tegen.
Hoe snel het water zich in of uit de cel verplaatst, hangt af van de concentratieverschillen
binnen en buiten de cel. Daarbij gaat het vooral om zouten in oplossing en eiwitmoleculen.
Hoe groter de concentratieverschillen, hoe harder de oplossing water ‘aanzuigt’. De zuigende
kracht die veroorzaakt wordt door zouten in oplossing wordt de kristalloïd-osmotische druk
genoemd (KOD).
Eiwitmoleculen lossen niet op maar worden omringd door watermoleculen. Eiwitten en water
vormen zo een colloïde oplossing. Ook deze oplossing veroorzaakt een osmotische zuigkracht,
die de colloïd-osmotische druk heet (COD).
Ook via de membraanporiën kunnen bepaalde opgeloste stoffen de cel in en uit diffunderen.
Hierbij gebruiken ze de membraanporiën als een soort sluis.
Actief transport
Dit is het transport waarbij stoffen verplaatst worden van een gebied met een lage
concentratie naar een gebied met een hoge concentratie. Dit gebeurt met behulp van
transporteiwitten die specifiek zijn voor bepaalde stoffen. Actief transport vereist energie, die
in de vorm van adenosinetrifosfaat (ATP) aan het transporteiwit geleverd wordt. Tijdens dit
vervoer bewegen de deeltjes tegen de concentratiegradiënt in naar de plaats met de hoogste
osmotische druk. Er zijn 2 typen actief transport: enzymatische pomp en blaasjestransport.
o Enzymatische pomp, hierbij worden de te transporteren stoffen met behulp van
enzymen door de celmembraan gesluisd. Deze enzymen worden transporteiwitten
genoemd. Aan de ene kant van de celmembraan bindt de stof zich aan het enzym.
Vervolgens werkt het enzym de stof door het membraan heen en laat het aan de
andere kant weer los. De pomp vervoert geladen deeltjes, in dat geval wordt dit
transportmiddel vaak een ionenpomp genoemd. Ook grotere moleculen zoals eiwitten
en monosachariden worden met de enzymatische pomp in en uit de cel
getransporteerd. Het vervoer kost de cel energie, die door de splitsing van ATP
geleverd wordt.
- Blaasjestransport, hierbij vormt de celmembraan een blaasje om de te transporteren
stof heen. Doordat de celmembraan bijna vloeibaar is kunnen de stukjes makkelijker
samensmelten (fuseren). Er ontstaat een blaasje in het cytosol, waardoor de ingesloten
