Functie – dieren
Hoofdstuk 1: Homeostase
1.1. Organisatie van cellen (p. 38-42)
Van molecule – tot organisme – van cellulair tot organisamaal niveau:
- Relatie tussen structuur (morfologie) en functie (fysiologie)
1.2. Homeostase
- >> La fiseté du milieu intèrieur est la condition de la vie libre >>
- Claude Bernard (Franse bioloog 1813-1878)
- Homeostase = het in stand houden van het interne milieu zodat cellen goed blijven functioneren
o Van Dale: het bestaan van onderling op elkaar afgestemde processen die voor het leven
noodzakelijke toestanden constant houden
o Veranderingen en fluctuaties in het externe milieu kunnen worden gecompenseerd door
fysiologische regulatie zodat het interne milieu relatief constant blijft
- Organisatie van een multicellulair organisme in drie compartimenten:
o Het transport en
relatiesystemen: continue
aanpassing van het extra en
intracellulaire milieu zodat
homeostase bewaard blijft
▪ Vb. ion en osmotische
regulatie van water en
zoutbalans
o Het interne extracellulaire:
▪ Circulatie in bloedbanen
▪ Interstitiële vloeistof (tussen cellen)
o Het interne intracellulaire milieu
- Reactie op veranderingen in het externe milieu:
o Sommige veranderingen in externe
milieu worden niet gereguleerd zodat
organisme, ook intern, deze
veranderingen ondergaat =
conformatie
o Terwijl andere processen binnen
bepaalde grenzen intern constant
worden gehouden = regulatie
1
, o Vb. koudbloedige organismen (poikilotherm) hebben geen constante lichaamstemperatuur –
warmbloedige organismen (homeotherm) houden lichaamstemperatuur constant
o Nomenclatuur:
▪ Poikilo: eury (grote tolerantie) OF steno (kleine tolerantie)
▪ Homeo: eury OF steno
- Vergelijking van ion en osmoregulatie in twee krabben:
o Spinkrap leeft in open zee waar zoutgehalte constant blijft (35g/l)
▪ Poikilo-osmotische organisme
o Strandkrab leeft in getijdenzone en estuaria waar zoutgehalte kan
fluctueren
▪ Homeo-osmotische regulator (steno)
o Ionenconcentraties en osmolariteit van extracellulaire milieu gelijk is
aan deze van externe milieu
1.3. Oppervlakte van cellen – membraan functies (p. 45-52)
Organisatie van een plasmamembraan:
- Barrière tussen extra en intracellulair milieu
- Hoewel flinterdun vormt de fosfolipiden dubbellaag van
de plasmamembraan een zeer efficiënte barrière voor
wateroplosbare stoffen:
o Alleen vetoplosbare moleculen kunnen
doorheen de barrière
o Zoutionen uit eigen plasma kunnen niet
doorheen barrière
o Vb. Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Cl-, SO42-, F-, PO43- en CO32-
- Fosfolipen samengesteld uit:
o Polair hoofd dat positieve en negatieve ladingen draagt
o Alifatische koolstofketen die het interne van de membraan uitmaakt
- Fosfolipiden dubbellaag bevat cholesterol die rol speelt in regulatie van de vloeibaarheid (fluiditeit)
van de membraan (o.a. in functie van de temperatuur)
- Voorbeeld van epitheelstructuur (darm):
o Oppervlaktevergroting aan apicale zijde =
microvilli
o Verschillende types van juncties tussen naast
mekaar gelegen cellen
- Type transport:
o Transepitheliaal transport: transport doorheen
epitheel van de cel zelf
o Paraepitheliaal transport: transport doorheen
epitheel van naburige cellen
Eiwitstructuren doorheen membraan:
- Functie: transport van ionen en andere
polaire moleculen doorheen de fosfolipiden
dubbellaag
- Dergelijke eiwitten worden soms ook
permeases genoemd
o Correlatie met enzymen maar
enzymen zetten molecule om van A
2
, naar B terwijl transmembranaire eiwitten moleculen verplaatsen van A naar B
- Type transporter:
o Kanalen: meest primitieve vorm een buis (meestal geen zuivere kanalen)
o Carriers: moleculen worden door de carriers doorgegeven naar de andere zijde van het
membraan (dragertjes van de grote drager)
- Gated-transporter:
o Chemically-gated: signaalmolecule of ligand bindt aan transporter
o Voltage-gated: potentiaalverschil over membraan
o Mechanische stimulus: vormverandering > conformatieverandering (vb. rekreceptoren in
pezen)
- Verschil passief en actief transport:
o Passief transport: geen energie is nodig ter hoogte van de transporter
▪ Voor een potentiaalverschil is er wel ATP nodig maar niet ter hoogte van de
transporter
o Actief transport: energie nodig ter hoogte van
de transporter, transporteiwit werkt als een pomp
(energie in de vorm van ATP)
▪ Vb. Na-K ATPase pomp: 3 Na+ ionen uit
de cellen gepompt en 2 K+ ionen door de
cel worden opgenomen
Endocytose:
- Grotere moleculen, conglomeraten en zelfs kleine cellen kunnen door cellen worden opgenomen
door vorming van membraanvesikels
- Fagocytose: “cell eating”, methode onder
protozoa en metaoz
- Pinocytose: invagineren van cellen in kleine
vesikels (caveolae)
- Endocytose: moleculen (liganden) binden aan
receptoren (clathrin, clathrin-coated pits) en
worden geinvagineerd als vesikels, endosomen
Osmose en diffusie:
- Passief diffusietransport over
fosofolipidenmembraan wordt
gekarakteriseerd door lineaire toename
van opnamesnelheid van de stof met
de concentratie in het extracellulaire
milieu
- Gefaciliteerd transport wordt
gekarakteriseerd door het bereiken van
een maximale opnamesnelheid waarna
de opnamesnelheid niet meer toeneemt
- Michaelis-menten kinetiek:
𝑽𝒎𝒂𝒙∗𝑺
o 𝒗= 𝑲𝒎+𝑺
o S = substraatconcentratie
o Km = constante, maat voor de affiniteit van transporter en ligand
▪ Lage Km = hoge affiniteit
o Vmax = maximale transportsnelheid
3
, 1.4. Water en leven (p. 22-24)
Moleculaire structuur van water:
- Vorming waterstofbruggen
- Netwerk van waterstofbruggen tussen watermoleculen
- Dipoolmoment
- Oplossen van zoutionen (Na+ en Cl-) vanuit kristalstructuur
(NaCl)
o Vorming watermantel (hydratie) rond individuele
ionen
▪ Eerste mantel: nauw gekoppeld met anion of kation
▪ Tweede mantel
▪ Derde mantel: nog nauwelijks associëren met anion of
kation
▪ ! watermoleculen zijn dynamisch en niet gekoppeld aan een
bepaalde mantel
- In sommige meren kan het zoutgehalte heel hoog worden
o Vb. Dode Zee waar totale zoutgehalte ongeveer 340 g/l bedraagt
1.5. Water & osmotische regulatie (p. 667-668)
Relatie tussen de olijf-water partitiecoëfficiënt en membraanpermeabiliteit voor meer of minder
wateroplosbare moleculen:
1.6. Intern vloeistof milieu (p. 687-688)
Drie compartimentenorganisatie van een dier met aanduiding van de uitwisselingstructuren en richting van
het transport:
intercellulair compartiment: gezamenlijke vloeistof in alle
cellichamen
extracellulair compartiment: vloeistof uit en rond de cellen
- Bloed plasma
- Interstitiële (intercellulair) vloeistof
De aanwezigheid van meer en minder selectieve kanalen en pompen in de plasmamembraan zorgen voor
een actief onderhouden onevenwicht tussen extra- en intracellulaire milieu)
4
Hoofdstuk 1: Homeostase
1.1. Organisatie van cellen (p. 38-42)
Van molecule – tot organisme – van cellulair tot organisamaal niveau:
- Relatie tussen structuur (morfologie) en functie (fysiologie)
1.2. Homeostase
- >> La fiseté du milieu intèrieur est la condition de la vie libre >>
- Claude Bernard (Franse bioloog 1813-1878)
- Homeostase = het in stand houden van het interne milieu zodat cellen goed blijven functioneren
o Van Dale: het bestaan van onderling op elkaar afgestemde processen die voor het leven
noodzakelijke toestanden constant houden
o Veranderingen en fluctuaties in het externe milieu kunnen worden gecompenseerd door
fysiologische regulatie zodat het interne milieu relatief constant blijft
- Organisatie van een multicellulair organisme in drie compartimenten:
o Het transport en
relatiesystemen: continue
aanpassing van het extra en
intracellulaire milieu zodat
homeostase bewaard blijft
▪ Vb. ion en osmotische
regulatie van water en
zoutbalans
o Het interne extracellulaire:
▪ Circulatie in bloedbanen
▪ Interstitiële vloeistof (tussen cellen)
o Het interne intracellulaire milieu
- Reactie op veranderingen in het externe milieu:
o Sommige veranderingen in externe
milieu worden niet gereguleerd zodat
organisme, ook intern, deze
veranderingen ondergaat =
conformatie
o Terwijl andere processen binnen
bepaalde grenzen intern constant
worden gehouden = regulatie
1
, o Vb. koudbloedige organismen (poikilotherm) hebben geen constante lichaamstemperatuur –
warmbloedige organismen (homeotherm) houden lichaamstemperatuur constant
o Nomenclatuur:
▪ Poikilo: eury (grote tolerantie) OF steno (kleine tolerantie)
▪ Homeo: eury OF steno
- Vergelijking van ion en osmoregulatie in twee krabben:
o Spinkrap leeft in open zee waar zoutgehalte constant blijft (35g/l)
▪ Poikilo-osmotische organisme
o Strandkrab leeft in getijdenzone en estuaria waar zoutgehalte kan
fluctueren
▪ Homeo-osmotische regulator (steno)
o Ionenconcentraties en osmolariteit van extracellulaire milieu gelijk is
aan deze van externe milieu
1.3. Oppervlakte van cellen – membraan functies (p. 45-52)
Organisatie van een plasmamembraan:
- Barrière tussen extra en intracellulair milieu
- Hoewel flinterdun vormt de fosfolipiden dubbellaag van
de plasmamembraan een zeer efficiënte barrière voor
wateroplosbare stoffen:
o Alleen vetoplosbare moleculen kunnen
doorheen de barrière
o Zoutionen uit eigen plasma kunnen niet
doorheen barrière
o Vb. Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Cl-, SO42-, F-, PO43- en CO32-
- Fosfolipen samengesteld uit:
o Polair hoofd dat positieve en negatieve ladingen draagt
o Alifatische koolstofketen die het interne van de membraan uitmaakt
- Fosfolipiden dubbellaag bevat cholesterol die rol speelt in regulatie van de vloeibaarheid (fluiditeit)
van de membraan (o.a. in functie van de temperatuur)
- Voorbeeld van epitheelstructuur (darm):
o Oppervlaktevergroting aan apicale zijde =
microvilli
o Verschillende types van juncties tussen naast
mekaar gelegen cellen
- Type transport:
o Transepitheliaal transport: transport doorheen
epitheel van de cel zelf
o Paraepitheliaal transport: transport doorheen
epitheel van naburige cellen
Eiwitstructuren doorheen membraan:
- Functie: transport van ionen en andere
polaire moleculen doorheen de fosfolipiden
dubbellaag
- Dergelijke eiwitten worden soms ook
permeases genoemd
o Correlatie met enzymen maar
enzymen zetten molecule om van A
2
, naar B terwijl transmembranaire eiwitten moleculen verplaatsen van A naar B
- Type transporter:
o Kanalen: meest primitieve vorm een buis (meestal geen zuivere kanalen)
o Carriers: moleculen worden door de carriers doorgegeven naar de andere zijde van het
membraan (dragertjes van de grote drager)
- Gated-transporter:
o Chemically-gated: signaalmolecule of ligand bindt aan transporter
o Voltage-gated: potentiaalverschil over membraan
o Mechanische stimulus: vormverandering > conformatieverandering (vb. rekreceptoren in
pezen)
- Verschil passief en actief transport:
o Passief transport: geen energie is nodig ter hoogte van de transporter
▪ Voor een potentiaalverschil is er wel ATP nodig maar niet ter hoogte van de
transporter
o Actief transport: energie nodig ter hoogte van
de transporter, transporteiwit werkt als een pomp
(energie in de vorm van ATP)
▪ Vb. Na-K ATPase pomp: 3 Na+ ionen uit
de cellen gepompt en 2 K+ ionen door de
cel worden opgenomen
Endocytose:
- Grotere moleculen, conglomeraten en zelfs kleine cellen kunnen door cellen worden opgenomen
door vorming van membraanvesikels
- Fagocytose: “cell eating”, methode onder
protozoa en metaoz
- Pinocytose: invagineren van cellen in kleine
vesikels (caveolae)
- Endocytose: moleculen (liganden) binden aan
receptoren (clathrin, clathrin-coated pits) en
worden geinvagineerd als vesikels, endosomen
Osmose en diffusie:
- Passief diffusietransport over
fosofolipidenmembraan wordt
gekarakteriseerd door lineaire toename
van opnamesnelheid van de stof met
de concentratie in het extracellulaire
milieu
- Gefaciliteerd transport wordt
gekarakteriseerd door het bereiken van
een maximale opnamesnelheid waarna
de opnamesnelheid niet meer toeneemt
- Michaelis-menten kinetiek:
𝑽𝒎𝒂𝒙∗𝑺
o 𝒗= 𝑲𝒎+𝑺
o S = substraatconcentratie
o Km = constante, maat voor de affiniteit van transporter en ligand
▪ Lage Km = hoge affiniteit
o Vmax = maximale transportsnelheid
3
, 1.4. Water en leven (p. 22-24)
Moleculaire structuur van water:
- Vorming waterstofbruggen
- Netwerk van waterstofbruggen tussen watermoleculen
- Dipoolmoment
- Oplossen van zoutionen (Na+ en Cl-) vanuit kristalstructuur
(NaCl)
o Vorming watermantel (hydratie) rond individuele
ionen
▪ Eerste mantel: nauw gekoppeld met anion of kation
▪ Tweede mantel
▪ Derde mantel: nog nauwelijks associëren met anion of
kation
▪ ! watermoleculen zijn dynamisch en niet gekoppeld aan een
bepaalde mantel
- In sommige meren kan het zoutgehalte heel hoog worden
o Vb. Dode Zee waar totale zoutgehalte ongeveer 340 g/l bedraagt
1.5. Water & osmotische regulatie (p. 667-668)
Relatie tussen de olijf-water partitiecoëfficiënt en membraanpermeabiliteit voor meer of minder
wateroplosbare moleculen:
1.6. Intern vloeistof milieu (p. 687-688)
Drie compartimentenorganisatie van een dier met aanduiding van de uitwisselingstructuren en richting van
het transport:
intercellulair compartiment: gezamenlijke vloeistof in alle
cellichamen
extracellulair compartiment: vloeistof uit en rond de cellen
- Bloed plasma
- Interstitiële (intercellulair) vloeistof
De aanwezigheid van meer en minder selectieve kanalen en pompen in de plasmamembraan zorgen voor
een actief onderhouden onevenwicht tussen extra- en intracellulaire milieu)
4
