Academiejaar 2022-2023
2 Bachelor Diergeneeskunde
e
VETERINAIRE FYSIOLOGIE A
Emma Arrunada Cabal
UAntwerpen
P. Bols
1
, Hoofdstuk 1 : Basisbegrippen Scheikunde en Fysica
1.1 Diffusie
Diffusie vindt plaats in een gasmengsel of vloeistof. Het is een passief proces waarbij
de moleculen zullen bewegen van een plaats met een hoge concentratie naar een
plaats met een lage concentratie tot de verdeling gelijk is. Dit doen ze door te
botsen met elkaar. Er mag geen barrière zijn.
Diffusie is een belangrijk transportmiddel voor zeer korte afstanden. Hierdoor is de
grootte van een cel gelimiteerd. Voor grote afstand zal er eerst bulk-transport
optreden in de bloedbaan.
Wet van FICK :
C1−C2
Q = DA
L
Q = transport-intensiteit
D = diffusiecoëfficiënt (karakteristiek voor bepaalde substantie, die diffundeert door bepaald
milieu bij bepaalde temperatuur)
A = dwarse doorsnede (oppervlakte) van tussenschot waardoor de diffusie plaatsgrijpt
C1, C2 = concentratie van de substantie op twee locaties, van elkaar gescheiden door
afstand L (=concentratiegradiënt)
1.2 Osmose en filtratie
Principe van permeabiliteit :
Het membraan is semipermeabel, dit betekent dat de membraan
doorlaatbaar is voor water, maar niet voor opgeloste stoffen. Er is dus
geen diffusie meer mogelijk.
Watermoleculen zullen dus door de poriën diffunderen van een plaats
met veel naar weinig watermoleculen tot er aan beide kanten een even
hoge concentratie aan watermoleculen is.
De opgeloste stof zal dus eigenlijk water naar zich toe trekken. Dit is
osmose. Bij iso-osmotische (≈ isotone) oplossingen zal er geen beweging zijn aangezien de
osmotische druk aan beide kanten even hoog is. Bij verschillende drukken is de oplossing
met de hoogste osmotische druk hyperosmotisch en de oplossing met de laagste osmotische
druk hypo-osmotisch. Fysiologisch serum (NaCl 9g/liter) is isotoon met ons bloed.
Osmolariteit is gerelateerd aan de totale concentratie van osmotisch actieve partikels in
osmol/l of milli-osmol/l.
Osmolaliteit is het totaal aantal opgeloste moleculen of ionen per kg H 20.
Bij filtratie zal het water terug bewegen naar de plek waar het vandaan komt. Hiervoor is
een externe kracht nodig bijvoorbeeld een piston maar ook het hart kan dit veroorzaken.
Wanden van capillairen hebben poriën die filtratie toestaan. De diffusierichting is naar
buiten toe, dus uit de capillairen. Dit komt door dat de hydrostatische druk in het bloedvat
hoger is dan in weefselvocht tussen de cellen. Bloedplasma bevatten een groter aantal
2
,opgeloste moleculen en kunnen niet door de capillairen waardoor de druk hier hoger zal zijn
dan in het weefselvocht. Daardoor wordt interstitieel vocht naar de bloedbaan getrokken
door osmose. Vochttransport gebeurt dus door zowel filtratie als door osmose en is
tegengesteld aan elkaar, dit kan variëren en is dus geen constante (bv hoge bloeddruk).
De celmembraan is een zeer beweeglijke structuur, zo zal ze vatbaar zijn voor een bepaalde
stof maar dat kan 5 min later niet meer zo zijn. Dit kan bv door een verandering in de
receptoren waardoor deze stoffen niet meer kunnen binden.
Cellen kunnen krimpen en zwellen (door osmose, bv tijdens het plots veel drinken bij een
uitgedroogd dier zorgt dit voor het exploderen van rode bloedcellen) maar niet weerstaan
aan vervorming. Plantencellen hebben een stijvere wand, er ontstaat een turgor
(drukverschil binnen en buiten de cel).
1.3 Water
70% van het lichaamsgewicht is water.
Een watermolecule heeft belangrijke eigenschappen :
- de enige stof die in vaste, vloeibare en gastoestand kan voorkomen
- dipool
- goed oplosmiddel voor polaire stoffen
Hoofdstuk 2 : Cellen en weefsels
2.1 Transport door membranen
Passief transport wordt gestuurd door verschillen in concentratie (osmose, diffusie) en
elektrische krachten. Passief transport geldt enkel voor moleculen waarvoor de membraan
permeabel is, dit is niet enkel afhankelijk van de grootte maar ook van de lading.
Er zijn 3 mechanismen :
- Diffusie doorheen lipiden ‘bi-layer’ :
Vet oplosbare substanties lossen zich op in de membraan en
dringen verder door via diffusie volgens de concentratie-gradiënt.
- Diffusie door ionenkanalen :
Ionen binden H2O door elektrische krachten en zorgt voor vervoer
van hydrofiele substanties doorheen de ionenkanalen. Het is
selectief transport.
- Binding aan transportproteïnen :
Soms zijn hydrofiele moleculen te groot om door een ionenkanaal
te transporteren, zij zullen binden aan een transporteiwit van het
membraan waarna de molecule naar binnen wordt
geëxterioriseerd. Nadat de verbinding wordt verbroken zal de molecule weg
diffunderen. Dit transport is verzadigbaar afhankelijk van het aantal dragers aanwezig
en kan belemmerd worden door competitie voor dragers (competitieve inhibitie).
3
, Wanneer een cel zwelt zal de cel K+, Cl- of taurine waardoor ook H2O volgt en het cel volume
daalt. De totale concentratie aan opgeloste stoffen is veel lager dan buiten de cel. Wanneer
de opgeloste stof zeer snel kan diffunderen is dit niet isotoon want er blijft veel water
achter.
Actief transport vergt bijkomende energie in de vorm van ATP. Moleculen zullen bewegen
van een lagere naar een hogere concentratie, de bewegingsrichting is dus tegen de gradiënt
in. Actief transport gebeurt met behulp van drager-eiwitten die specifiek zijn, verzadigd
kunnen worden en onderhevig zijn aan competentie.
De nodige energie die nodig is voor actief transport kan op 2 manieren gebruikt worden :
- Primair actief transport :
Energie komt vrij na hydrolyse van ATP door transporteiwit, een voorbeeld is de Na/K
pomp, hierbij zullen 2K+-ionen naar binnen worden gepompt en 3Na+-ionen naar buiten.
Het aantal pompen op een membraan kan variëren door bv hormonen.
- Secundair actief transport :
Transport waarbij de energie die nodig is voor transport niet gebruikt wordt op de
plaats waar transport voorkomt. ‘Na+ kan ‘passief’ binnenkomen omdat er aan de
andere kant een pomp is dat ervoor zorgt dat de Na +-ionen naar buiten kunnen.
Secundair actief transport komt zeer veel voor.
Nog enkele termen :
Uniporter : een drager-eiwit dat slechts één soort molecule of ion kan transporteren.
Co-transporter : kan tegelijkertijd verschillende types moleculen transporteren.
Symporter : het transport van de verschillende ionen of moleculen gebeurt in dezelfde
richting.
Antiporter : het transport van de verschillende ionen of moleculen gebeurt in
tegenovergestelde richtingen.
Exocytose : energie behoevend transmembranair transport van moleculen in kleine
membraanvesikels, zonder direct contact met de lipiden bi-layer, die uit de cel treden. Vaak
bij grote moleculen die niet doorheen de membraan kunnen, neurotransmitters en
hormonen.
Endocytose : zie exocytose maar hier zullen de moleculen in de cel treden.
Pinocytose : cellen nemen constant vocht op met opgeloste substanties en is dus weinig
selectief.
Fagocytose : neutrofielen en macrofagen nemen bacteriën of celdetritus op via endocytose.
Pseudopoden : vesikel wordt niet gevormd door invaginatie, maar door extensies, als deze
vesikels groter zijn dan normaal noemen we dit fagosomen. Deze kunnen versmelten met
lysosomen.
Transcytose : wanneer de vesikels aan de ene zijde worden opgenomen en aan de andere
zijde van de cel worden afgestoten.
4
2 Bachelor Diergeneeskunde
e
VETERINAIRE FYSIOLOGIE A
Emma Arrunada Cabal
UAntwerpen
P. Bols
1
, Hoofdstuk 1 : Basisbegrippen Scheikunde en Fysica
1.1 Diffusie
Diffusie vindt plaats in een gasmengsel of vloeistof. Het is een passief proces waarbij
de moleculen zullen bewegen van een plaats met een hoge concentratie naar een
plaats met een lage concentratie tot de verdeling gelijk is. Dit doen ze door te
botsen met elkaar. Er mag geen barrière zijn.
Diffusie is een belangrijk transportmiddel voor zeer korte afstanden. Hierdoor is de
grootte van een cel gelimiteerd. Voor grote afstand zal er eerst bulk-transport
optreden in de bloedbaan.
Wet van FICK :
C1−C2
Q = DA
L
Q = transport-intensiteit
D = diffusiecoëfficiënt (karakteristiek voor bepaalde substantie, die diffundeert door bepaald
milieu bij bepaalde temperatuur)
A = dwarse doorsnede (oppervlakte) van tussenschot waardoor de diffusie plaatsgrijpt
C1, C2 = concentratie van de substantie op twee locaties, van elkaar gescheiden door
afstand L (=concentratiegradiënt)
1.2 Osmose en filtratie
Principe van permeabiliteit :
Het membraan is semipermeabel, dit betekent dat de membraan
doorlaatbaar is voor water, maar niet voor opgeloste stoffen. Er is dus
geen diffusie meer mogelijk.
Watermoleculen zullen dus door de poriën diffunderen van een plaats
met veel naar weinig watermoleculen tot er aan beide kanten een even
hoge concentratie aan watermoleculen is.
De opgeloste stof zal dus eigenlijk water naar zich toe trekken. Dit is
osmose. Bij iso-osmotische (≈ isotone) oplossingen zal er geen beweging zijn aangezien de
osmotische druk aan beide kanten even hoog is. Bij verschillende drukken is de oplossing
met de hoogste osmotische druk hyperosmotisch en de oplossing met de laagste osmotische
druk hypo-osmotisch. Fysiologisch serum (NaCl 9g/liter) is isotoon met ons bloed.
Osmolariteit is gerelateerd aan de totale concentratie van osmotisch actieve partikels in
osmol/l of milli-osmol/l.
Osmolaliteit is het totaal aantal opgeloste moleculen of ionen per kg H 20.
Bij filtratie zal het water terug bewegen naar de plek waar het vandaan komt. Hiervoor is
een externe kracht nodig bijvoorbeeld een piston maar ook het hart kan dit veroorzaken.
Wanden van capillairen hebben poriën die filtratie toestaan. De diffusierichting is naar
buiten toe, dus uit de capillairen. Dit komt door dat de hydrostatische druk in het bloedvat
hoger is dan in weefselvocht tussen de cellen. Bloedplasma bevatten een groter aantal
2
,opgeloste moleculen en kunnen niet door de capillairen waardoor de druk hier hoger zal zijn
dan in het weefselvocht. Daardoor wordt interstitieel vocht naar de bloedbaan getrokken
door osmose. Vochttransport gebeurt dus door zowel filtratie als door osmose en is
tegengesteld aan elkaar, dit kan variëren en is dus geen constante (bv hoge bloeddruk).
De celmembraan is een zeer beweeglijke structuur, zo zal ze vatbaar zijn voor een bepaalde
stof maar dat kan 5 min later niet meer zo zijn. Dit kan bv door een verandering in de
receptoren waardoor deze stoffen niet meer kunnen binden.
Cellen kunnen krimpen en zwellen (door osmose, bv tijdens het plots veel drinken bij een
uitgedroogd dier zorgt dit voor het exploderen van rode bloedcellen) maar niet weerstaan
aan vervorming. Plantencellen hebben een stijvere wand, er ontstaat een turgor
(drukverschil binnen en buiten de cel).
1.3 Water
70% van het lichaamsgewicht is water.
Een watermolecule heeft belangrijke eigenschappen :
- de enige stof die in vaste, vloeibare en gastoestand kan voorkomen
- dipool
- goed oplosmiddel voor polaire stoffen
Hoofdstuk 2 : Cellen en weefsels
2.1 Transport door membranen
Passief transport wordt gestuurd door verschillen in concentratie (osmose, diffusie) en
elektrische krachten. Passief transport geldt enkel voor moleculen waarvoor de membraan
permeabel is, dit is niet enkel afhankelijk van de grootte maar ook van de lading.
Er zijn 3 mechanismen :
- Diffusie doorheen lipiden ‘bi-layer’ :
Vet oplosbare substanties lossen zich op in de membraan en
dringen verder door via diffusie volgens de concentratie-gradiënt.
- Diffusie door ionenkanalen :
Ionen binden H2O door elektrische krachten en zorgt voor vervoer
van hydrofiele substanties doorheen de ionenkanalen. Het is
selectief transport.
- Binding aan transportproteïnen :
Soms zijn hydrofiele moleculen te groot om door een ionenkanaal
te transporteren, zij zullen binden aan een transporteiwit van het
membraan waarna de molecule naar binnen wordt
geëxterioriseerd. Nadat de verbinding wordt verbroken zal de molecule weg
diffunderen. Dit transport is verzadigbaar afhankelijk van het aantal dragers aanwezig
en kan belemmerd worden door competitie voor dragers (competitieve inhibitie).
3
, Wanneer een cel zwelt zal de cel K+, Cl- of taurine waardoor ook H2O volgt en het cel volume
daalt. De totale concentratie aan opgeloste stoffen is veel lager dan buiten de cel. Wanneer
de opgeloste stof zeer snel kan diffunderen is dit niet isotoon want er blijft veel water
achter.
Actief transport vergt bijkomende energie in de vorm van ATP. Moleculen zullen bewegen
van een lagere naar een hogere concentratie, de bewegingsrichting is dus tegen de gradiënt
in. Actief transport gebeurt met behulp van drager-eiwitten die specifiek zijn, verzadigd
kunnen worden en onderhevig zijn aan competentie.
De nodige energie die nodig is voor actief transport kan op 2 manieren gebruikt worden :
- Primair actief transport :
Energie komt vrij na hydrolyse van ATP door transporteiwit, een voorbeeld is de Na/K
pomp, hierbij zullen 2K+-ionen naar binnen worden gepompt en 3Na+-ionen naar buiten.
Het aantal pompen op een membraan kan variëren door bv hormonen.
- Secundair actief transport :
Transport waarbij de energie die nodig is voor transport niet gebruikt wordt op de
plaats waar transport voorkomt. ‘Na+ kan ‘passief’ binnenkomen omdat er aan de
andere kant een pomp is dat ervoor zorgt dat de Na +-ionen naar buiten kunnen.
Secundair actief transport komt zeer veel voor.
Nog enkele termen :
Uniporter : een drager-eiwit dat slechts één soort molecule of ion kan transporteren.
Co-transporter : kan tegelijkertijd verschillende types moleculen transporteren.
Symporter : het transport van de verschillende ionen of moleculen gebeurt in dezelfde
richting.
Antiporter : het transport van de verschillende ionen of moleculen gebeurt in
tegenovergestelde richtingen.
Exocytose : energie behoevend transmembranair transport van moleculen in kleine
membraanvesikels, zonder direct contact met de lipiden bi-layer, die uit de cel treden. Vaak
bij grote moleculen die niet doorheen de membraan kunnen, neurotransmitters en
hormonen.
Endocytose : zie exocytose maar hier zullen de moleculen in de cel treden.
Pinocytose : cellen nemen constant vocht op met opgeloste substanties en is dus weinig
selectief.
Fagocytose : neutrofielen en macrofagen nemen bacteriën of celdetritus op via endocytose.
Pseudopoden : vesikel wordt niet gevormd door invaginatie, maar door extensies, als deze
vesikels groter zijn dan normaal noemen we dit fagosomen. Deze kunnen versmelten met
lysosomen.
Transcytose : wanneer de vesikels aan de ene zijde worden opgenomen en aan de andere
zijde van de cel worden afgestoten.
4
