Celfysiologie Samenvatting KU Leuven 25/26

Celfysio
13*2=26u hoorcollege: membraantransport, spier, neuro, sensoren

Examen 18p; 1 + 1open & 10 + 10 MC
+ 2p practicum verslagen


Table of Contents
1. Inleidend - transmbrnair transport.............................................2
Ionenverdeling - mbrnen - kanalen - transporters..................................2
2. Transmembranair transport.......................................................4
Transepitheliaal transport....................................................................4
Elektrofysio primer..............................................................................6
3. Actiepotentialen (!)...................................................................7
Diversiteit van actiepotentialen (!).......................................................7
Inleiding........................................................................................................................... 7
AP in neuronen................................................................................................................. 8
AP in hart en skeletspier.................................................................................................. 8
(AP in andere celtypes) -> geen vragen; ter interesse...................................................10

4-5. Synaps................................................................................10
1. Inleiding........................................................................................10
2. Neuromusculaire synaps (typevoorbeeld)........................................10
3. Centrale synaps.............................................................................11
1) Eigenschappen.......................................................................................................... 11
2) Neurotransmitters..................................................................................................... 13
3) Integratie van input................................................................................................... 15
4) Plasticiteit.................................................................................................................. 15

6-7. Spieren...............................................................................17
1. Contractie-relaxatie mechanismen..................................................17
1. Dwarsgestreepte spieren........................................................................................... 17
2. Gladde spieren........................................................................................................... 18

2. Excitatie-contractie koppeling........................................................18
1. Skeletspier................................................................................................................. 18
2. Hartspier.................................................................................................................... 19
3. Gladde spieren........................................................................................................... 20

3. Mechanica spiercontractie..............................................................21
1. Skeletspieren............................................................................................................. 21

, 2. Hartspier.................................................................................................................... 22
3. Gladde spieren........................................................................................................... 23

8. Autonoom ZS..........................................................................23
1) Principes van organisatie in zenuwstelsel.......................................23
2) Autonome synaps..........................................................................24
3) Autonome controle bloeddruk en hartfunctie..................................25
9. pH-homeostase......................................................................27
10. Volume-homeostase.............................................................28
11. Sensorische transductie: chemo, foto....................................30
Reuk.................................................................................................30
Smaak...............................................................................................31
Zicht.................................................................................................32
12. Sensorische transductie: mechano.........................................33
13. Sensorische transductie: somatosensatie, pijn.......................35
Practica.....................................................................................38
Afkortingen

AP: Actiepotentiaal
DP: Drempelpotentiaal
ECF: Extracellular fluid
EPP: Eindplaat-potentiaal/Excitatorische postsynaptische potentiaal
GIRK: G-proteine gestuurde Kir-kanalen
HCN: Hyperpolarisation-activated cyclic nucleotide channel
R: Receptor

s: 0,03 mM/mmHg  oplosbaarheidscoefficient


1. Inleidend - transmbrnair transport
 vnl opbouw, basisconcepten

Ionenverdeling - mbrnen - kanalen - transporters
[Vloeistofcompartimenten samenstelling]

(Intracel vs interstitium & plasma tabel)

Transmembranaire flux: o + i = net

,[Energetische beschouwingen bij beweging moleculen doorheen mbrnen]

Evenwichtspotentiaal voor ionen; Nernstvgl (Ex in mV) = 60/z log Xo/Xi

Drijvende kracht ion X = Vm – Ex

Drijvende kracht consequenties:
- >0: efflux kationen | influx anionen
- <0: influx kationen | efflux anionen
- 0  ∆G = 0
(enkele typische waarden tabel)

Berekeningen DK:
1. Eca = 60/2 * log (Ca2+)o/(Ca2+)i = 30 * log (2*10^-3)/log(2*10^-7) =
30*4 = +120mV
DKca = -70mV – 120mV = -190mV -> Ca stroomt naar binnen

2. Ehco3 = 60/-1*log5/50 = -60*log10^-1 = -60*-1 = 60mV
DKhco3 = -60 – (-60mV) = -120mV -> flux naar buiten

3. pHo 7,5 -> protonenconc 10^-7,5 (H+conc = 10^-pH)
Eh = 60/1 * log(H+)o/(H+)i = 60 * log(10^-7,5)/(10^-7,1) = 60 * log10^-0,4
= 60 * -0,4 = -24mV
DKh = 0 - -24mV = 24mV -> naar buiten

Fosfolipidendubbellaag semi-permeabel voor ureum, water
Impermeabel voor ionen en geladen moleculen

ATPases  opbouw gradiënten

Verschillende soorten ionkanalen;
kanalen: schakelmechanisme
uniporters: conformatieverandering
pories vb aquaporines, perforine

Gefaciliteerde diffusie vgl (tabel)

Ionenkanalen afkomstig uit vele genen, wederkerende structuren
 connexines (gap junction)
 voltage-gated kation superfamilie
 ENaC
 ligandgestuurde kanalen
 Cl-kanalen
 Ca+release channels
 store-operated channels
 experimenteler:

, - Piezo’s: mechanogevoelig
- TMC: mechanogevoelig in oor
- LRRC8 - SWELL: Volume-gevoelig
- Otopetrin: H+kanaal in smaakcellen

Transporters: SLC (solute carrier) superfam
 uniporters, cotransporters, antiporters (exchangers)

Berekeningen richting transport:
ΔGna = 6000 * log(15/150) + 1*100*(-70) = -13.000 J/mol

ΔGhco3 = 6000 * log(20/20) (=0) + (-1) * 100 * -70 = 7000 J/mol
z = ion coefficient

ΔGCl = 6000 * log(15/150) + -1 * 100 * -70 = + 1000 J/mol

ΔG NDCBE = 2 ΔGhco3 + ΔGna – ΔGcl = 0 J/mol -> geen (netto) activiteit
ΔG AE = ΔGcl – ΔGhco3 = -6000 J/mol negatieve ΔG -> reactie gaat op zoals
weergegeven; (fig)

Definities agonist - antagonist - EC50 - IC50 -ED50 (lager is krachtiger voor
alle 3)
nH: Hill-coëfficiënt
Experimentele bepaling IC50 (zie practicum)


2. Transmembranair transport
Transepitheliaal transport
Na+homeostase (geen afbraak/aanmaak Na+; enkel uit voeding)
Conc ECF > ICF
(17*145 -> 2450 mmol)

HypoNa: <135mM (RVD in cellen; gezwollen cel geeft ionen en water vrij 
Decrease)
< NormoNa (Regulatory Volume)
< HyperNa: >145mM (RVI in cellen: gekrompen cel neemt ionen en water
op  Increase)

Normale response op overdreven zoutinname:
bij >180mM  (hersen)cellen krimpen, spasmes, coma…

Algemene structuur epithelia:
- tight  veel junctions; vooral transcellulair transport
- leaky  weinig junctions; meer paracellulair transport
Elektrisch profiel