Samenvatting Fysiologie van Dieren (G0N21D)

H1: Inleiding tot de fysiologie
1. Fysiologie
Kenmerken dieren:

1. Heterotroof 5. Seksuele voortplanting
2. Meercellig 6. Blastulastadium tijdens ontwikkeling
3. Flexibel celmembraan 7. Grote diversiteit in vorm en habitat
4. Actieve voortbeweging 8. Organisatie in cellen en weefsels

Fysiologie= studie van mechanische, fysische en biochemische werkingsmechanismen

 Nauw verbonden met pathologie en morfologie
 Bestudeerd via hypothetico-deductieve methode
 Vergelijkende fysiologie: gelijkenissen en verschillen bij soorten (algemeen geldende
principes + soortspecifieke aanpassingen)

August Krogh principe: “For a large number of physiological problems, there will be some animal on
which it can be most conveniently studied.”

Principle of the 3 R’s (proefdieren):

1. Replacement: zoek alternatieve benaderingen (cellen)
2. Reduction: beperk hoeveelheid
3. Refinement: vermijd pijn en discomfort


2. Fundamenten van de
fysiologie
Adaptatie= morfologische structuur, fysiologisch proces of gedrag
geëvolueerd zodat voortplantings- of overlevingssucces vergroot

 Stokstaartjes met zonnepaneelbuikje
 Rafelvis met betere camouflage in wiervelden
 Indische gans die hemoglobine heeft dat makkelijker O2 kan
binden

Acclimatisatie= reversibele wijziging binnen individu als reactie op
een milieuverandering

 Beklimming van hoge bergtoppen (verhoogde longventilatie +
verhoogd aantal RBC)

Homeostase= neiging van organisme om inwendig milieu constant of
stabiel te houden (dynamisch evenwicht)  niet in homeostase:
pathologie

 Dieren omgeven door milieu intérieur en milieu extérieur
 Geregeld door terugkoppelingsmechanismen
1. Sensor/ receptor: detecteert parameter


1

, 2. Controlecentrum: integreert sensorische informatie, bepaalt “set point” en stimuleert
nodige reacties
3. Effector: voert nodige reacties uit (spier/ klier)
 Synergistisch= mechanismen versterken elkaar
 Antagonistisch= mechanismen werken tegen elkaar in
 Redundant= mechanismen die minder belangrijk zijn en enkel optreden als
backup/verfijning, zijn niet belangrijk in normale fysiologie (probleem bij knock-out muizen)

Positieve feedback mechanismen= werken op momenten wanneer lichaam niet in homeostase is
(tijdelijk mechanisme), verhoogd effect op receptoren bloedstolling, uitdrijven van foetus bij
geboorte

Integratie van fysiologische processen:

1. Communicatie in cel: organellen & cytoskelet + plasmamembraan
2. Informatieoverdracht tussen cellen: via desmosomen en gap junctions (watergevulde
kanalen die passage anorganische ionen en kleine moleculen toelaten)
3. Overdracht van chemische signalen  snel: ZS traag: endocrien stelsel

Integratie door autonoom ZS Integratie door endocrien stelsel
Controleert inwendig milieu en inwendige Hormonale interacties en signaaltransductie:
organen:  Peptide- en aminehormonen
 Sympatisch ZS (adrenaline)  steroïdhormonen
 Parasympatisch ZS (rust)
 Enterisch ZS



H2: Fysiologie van cellen en
moleculen
1. Functionele organisatie van een
dierlijke cel
1.1 Celorganellen en cytoskelet in het cytoplasma

 Cellen: dynamische eenheden

Membraan-omsloten organellen

1. Nucleus: bevat genetisch materiaal
2. SER: lipidesynthese, detoxificatie, opslag
3. RER: proteineproductie
4. Ribosomen: proteinesynthese
5. Golgi-apparaat: eiwitten + vetten bewerken, opslaan en transporteren
6. Mitochondria: produceren energie (ATP)
7. Lysosomen: digestie
8. Peroxisomen: detoxificatie

Cytoskelet


2

,  Behoud celvorm + celmotiliteit

Intermediaire  Structurele steun
filamenten  Polymeren: verschillende tetramere eiwitsubeenheden
(8-10 nm)  Vimentine (mesenchymale cellen), keratine (epitheelcellen)
Microtubuli  Structurele steun + subcellulaire motiliteit
(25 nm)  Polymeren: heterodimeren van α- en β-tubuline
 Dynamische instabiliteit= groeien aan + einde en breken af aan –
einde met behulp van GTP
 Ontstaan uit centrosoom  - einde in centrosoom en + einde in
cytoplasma
celdeling + geleiding celorganellen doorheen axonen van neuronale
cellen (kinesine, dyneine)
Dunne filamenten  Helicale polymeren van globulair/ G-actine monomeren
(5-8 nm)  Vormen stabiele oligomeren na binding ATP  F-actine filament
 Dynamische groei en afbraak
Dikke filamenten  Dimeren van myosine
(10 nm)  Myosine II: in skeletspieren voor sliding-filament mechanisme
 Myosine I: motor om vesikels te laten bewegen over F-actine
filamenten
 Beweeglijke cellen: bundels van actine-myosine filamenten
verantwoordelijk voor locomotie
 Locomotie in macrofagen en fibroblasts, axonale uitgroei in
neuronen, microvilli in epitheliale cellen


1.2 Structuur van het celmembraan

 Plasmamembraan: ondoorlaatbaar voor grote moleculen + selectief doorlaatbaar voor ionen
en metabolieten
 Communicatie  selectief transport
 Bestaat uit amfifatische fosfolipiden (glycerolgroep + vetzuurketen + fosfaatgroep +
hoofdgroep)
 lage conc: monolagen
 hoge conc: dubbele laag
 Fysische eigenschappen: bepaald door aard fosfolipiden + hoofdgroep, lengte vetzuurketen

BEWEGING VAN HET MEMBRAAN

 Individuele fosfolipiden kunnen vrij bewegen  beweging T-afhankelijk
 Hoge T: thermale energie individuele lipiden hoger  snelle laterale beweging (sol-fase)
 Lage T: trage diffusie individuele lipiden (gel-fase)
 Transitietemperatuur= T van omzetting sol naar gel  hangt af van
fosfolipidensamenstelling
 Cholesterol + sfingolipiden: bepalen intermoleculaire interacties + viscositeit + transitieT
 Normale conc cholesterol: verhoogt viscositeit
 Hogere conc cholesterol: verlaagt viscositeit  verhindert intermoleculaire interacties +
verlaagt transitieT
 Cholesterol doet flip-flop beweging tussen lagen
 Hydrofobe ruimte tussen 2 membranen: ondoorlaatbaar voor geladen ionen

1.3 Functi e van membraaneiwitt en

3

, INTEGRALE PERIFERE TRANSMEMBRAAN
- niet-covalent verbonden Verankerd in membraan -membraan volledig overspannen
- vasthechten op -ingebed in lipidenlaag
membraanstructuren -covalente binding met lipide/ FA
Verwijderen: wassen met Verwijderen: wassen met Bestaan uit hydrofobe α-helices
hoge/lage zoutconcentratie detergenten met TMD
1. Binding van ligand op extra- 1. Binding aan 1. Transporters: actieve pompen
cellulair deel receptor  hoofdgroepen integrale:
conformatieverandering  ionische interacties + aan
e
enzymatisch actief  2 delen van integrale
boodschappers op gang  vorming submembraneus
brengen /subcorticaal cytoskelet
2. Adhesiemoleculen:
contacten vormen met ECM en
cellen  communicatie
-integrines + cadherines + N-
CAMs
3. Transmembranair transport
(tegen conc-gradient in) 
vorming poriën/ kanalen
4. Enzymen: GPI-gelinkte
eiwitten
5. Intracellulaire signalering:
associëren met cyto-
plasmatisch oppervlak 
covalent binden aan FA 
oplosbare eiwitten verankeren
 Traag + vrij bewegen in membraanoppervlak (geen flip-flop)

1.4 Epitheliale cellen: barrière tussen interne en externe milieu

 Eencellige dynamische barrière
 Apicale membraan + microvilli/ cilia  rechtstreeks contact met buitenwereld
 Basolaterale membraan  in contact met extracellulair vocht
1. Tight junctions (zona occludens):
 Scheiden apicale van basolaterale membraan
 Verhinderen transport van moleculen tussen cellen
 Sterkte juncties hangt af van aanwezige aantal eiwitstrengen
 Structurele elementen: claudines, ocludines, junctionele adhesie moleculen (JAM)
2. Adhering junctions (zonula adherens):
 Riem die epitheelcel omringt (onder tight junctions)
 Info over aard en nabijheid naburige cellen
 Celcontacten: extracellulaire delen van cadherines  binden met cytosolische
domeinen aan ankerproteïnen in subcorticaal skelet  hechten aan F-actine
3. Gap junctions:
 Verbinden cytosol van buurcellen
 Laten transport kleine moleculen toe via hemikanalen/ connexons
4. Desmosomen (macula adherens):
 Linken extracellulaire domeinen cadherines  houden naburige cellen samen
 Komen voor waar epithelium onder fysische stress staat


4