Week 5: Signaalverwerking
Multi cellulaire organismen - complex, georganiseerde eenheid door communicatie
• Adrenerge medicijnen
○ Alfa-adrenerge receptoren
Signaalverwerking is meestal
▪ Bij activatie meestal inducerende respons
alleen bij multi cellulaire
○ Beta-adrenerge receptoren
organisme
▪ Bij activatie meestal inhiberende respons
Signaal transductie systemen
• Communicatie tussen cellen
1. Signaal molecuul door signalerende cel
2. Herkenning van signalen door receptor op target cel en overdracht van het
signaal over het plasmamembraan
3. Signaalverwerking in de cel
4. Cellulaire respons
• Signaaltransductie systemen - I
○ Hormonen
▪ Adrenaline
▪ Insuline
○ Prostaglandine en cytokines
▪ Signaal moleculen van het immuun systeem
○ Neurotransmitters
○ Acetylcholine (ACh)
○ Groeifactoren
▪ Vooral tijdens embryonale ontwikkeling
▪ Tijdens immuun respons
• Signaaltransductie systemen - II
○ Autocrien - cytokines (signaal molecuul van afweer) --> signaal van cel is voor
cel zelf
▪ Interleukine - IL2
○ Neuronaal - zenuwgeleiding
○ Endocrien - insuline
▪ Heeft effect op:
□ Levercellen
Opslag glucose in glycogeen
Omzetting van koolhydraten in vetzuren
□ Spiercellen
Opslag glucose in glycogeen
Eiwitsynthese (spiervorming)
□ Vetweefselcellen
Opname glucose
Opname vetzuren en vetvorming
○ Pracrien - prostaglandines
▪ Reguleert fysiologische processes zoals
□ Glad spierweefsel contracties
□ Longfunctie
□ Pijn
Paracetamols werken door productie van prostaglandines
te stoppen
□ Geboorte (samentrekking baarmoeder)
□ Ontstekingen (rol bij afweer)
• Cel-cel contact - ontwikkeling fruitvlieg
○ Embryonale ontwikkeling met groeifactoren
○ Interacties tussen immuun cellen
○ Gap-junctions en plasmodesmata
Zenuwgeleiding
• Neuronaal - zenuwgeleiding
○ Omzetten van een chemisch signaal in een elektrisch signaal of andersom
▪ Rustpotentiaal
□ Na+/K+ pomp draagt bij aan de rustpotentiaal door het vormen
van de K+ gradient en door het milieu in de cel iets meer negatief
gelaten te maken
Meer + ionen UIT dan cel dan ERIN
□ De open K+ 'lek'kanalen zorgen voor uitstroom van K+ ionen,
maar andere ionen kunnen de membraan niet passeren,
daardoor ontstaat een elektrisch gradient die uitstroom van K+
weer stopt (ondanks opeen K+ kanaal). Er ontstaat een
evenwicht, de rustpotentiaal (tussen -20 en 200 mV)
▪ Actiepotentiaal
□ Signaal zorgt voor een kleine depolarisatie
Deze depolarisatie zorgt ervoor dat voltage gated Na+
kanalen openen
Verdere depolarisatie
Nog meer voltage gated Na+ kanalen openen
Na+ komt tot een elektrochemisch evenwicht bij +40 mV
Voltage gated Na+ kanalen sluiten zich
CBI-10306 Pagina 1
, Voltage gated Na+ kanalen sluiten zich
Repolarisatie wordt mogelijk
□ Depolarisatie kan maar 1 kant op
□ Geen verlies van sterkte
□ Zelfversterkend
□ Waarom is depolaristatie directioneel?
□ Van stimulus tot actiepotentiaal
De duur van de stimulus wordt vertaald in de lengte van de
actiepotentialen
Een lang durende stimulus genereert een lang durende
serie van actiepotentialen
Continue stimulatie kan leiden tot adaptatie op receptor
nivea
□ Repolarisatie
Wanneer de elektrochemische evenwicht van Na+ is
bereikt, openen K+ voltage gated kanalen zich om de
repolarisatie van het membraan te versnellen De kanalen worden inactief gemaakt,
Wanneer de membraanpotentiaal is hersteld gaan de Na+ daardoor gaat het maar een kant op --> van
voltage gated kanalen van inactief (kan dan echt helemaal celmembraan af?
niks meer) naar gesloten
□ Actiepotentiaal --> chemisch signaal
Voltage gated Ca2+ kanalen gaan opeen tgv depolarisatie
Ca2+ stroomt de zenuw uiteinde in
Ca2+ zorgt voor versmelten van de vesikels (met
neurotransmitter) met het plasmamembraan
In de post synaptische spleet binden de neurotransmitters
aan de ion kanaal gekoppelde receptoren die daarom open
gaan waardoor er weer depolaristie van te target cel kan
plaats vinden
▪ Signaaloverdracht tussen neuronen en synaps spleet
□ Verschillende ionen zorgen moeilijke depolarisatie (Cl-)
○ Myeline schede
▪ Schwann cellen
○ Microtubuli
○ Ion kanalen
Signaalverwerking
• Signaal molecuul (ligand)
○ Receptor op plasmamembraan of in cytosol
○ Elk receptor heeft een natuurlijke ligand (signaal molecuul)
○ Binding tussen ligand en receptor tgv non-covalente bindingen
○ Affiniteit tussen receptor en ligand
○ Soorten signaal moleculen
▪ Hormonen
▪ Lokale mediatoren
▪ Neurotransmitters
▪ Groeifactoren
• Receptor
○ Receptoren OP het celmembraan
▪ Hydrofiel signaal molecuul
▪ Meest voorkomende receptoren
▪ Gebruiken intracellulaire signalering
▪ 3 hoofdtypen
□ Ion kanaal gekoppelde receptoren
□ G-eiwit gekoppelde receptoren (GPCR)
7TM receptor (7 transmembraan domeinen)
Activeren of inhiberen van membraan gebonden enzymen
(langzaam) of ion kanalen (snel)
Adenylyl cyclase (synthese cAMP)
Fosfolipase C toename van (second messengers)
◊ DAG
◊ IP3
DUS:
◊ Ca2+
Er zijn niet veel signalen
--> Second messengers versterken het signaal
nodig voor een reactie
□ Enzym gekoppelde receptoren
Grootste groep
Receptor Tyrosine Kinases (RTKs)
◊ Receptor voor groei factoren
◊ Spelen een rol bij kanker
○ Intracellulaire receptoren IN de cel
▪ Hydrofoob signaal molecuul
▪ Minder voorkomende receptoren
▪ Gebruiken GEEN intracellulaire signalering
□ Direct effect op bv enzym in cytosol
□ Binden aan receptor in de kern
• Intracellulaire verwerking
○ Intracellulaire signaal moleculen zijn de moleculaire aan/uit knop in de
signaal verwerking
CBI-10306 Pagina 2
Multi cellulaire organismen - complex, georganiseerde eenheid door communicatie
• Adrenerge medicijnen
○ Alfa-adrenerge receptoren
Signaalverwerking is meestal
▪ Bij activatie meestal inducerende respons
alleen bij multi cellulaire
○ Beta-adrenerge receptoren
organisme
▪ Bij activatie meestal inhiberende respons
Signaal transductie systemen
• Communicatie tussen cellen
1. Signaal molecuul door signalerende cel
2. Herkenning van signalen door receptor op target cel en overdracht van het
signaal over het plasmamembraan
3. Signaalverwerking in de cel
4. Cellulaire respons
• Signaaltransductie systemen - I
○ Hormonen
▪ Adrenaline
▪ Insuline
○ Prostaglandine en cytokines
▪ Signaal moleculen van het immuun systeem
○ Neurotransmitters
○ Acetylcholine (ACh)
○ Groeifactoren
▪ Vooral tijdens embryonale ontwikkeling
▪ Tijdens immuun respons
• Signaaltransductie systemen - II
○ Autocrien - cytokines (signaal molecuul van afweer) --> signaal van cel is voor
cel zelf
▪ Interleukine - IL2
○ Neuronaal - zenuwgeleiding
○ Endocrien - insuline
▪ Heeft effect op:
□ Levercellen
Opslag glucose in glycogeen
Omzetting van koolhydraten in vetzuren
□ Spiercellen
Opslag glucose in glycogeen
Eiwitsynthese (spiervorming)
□ Vetweefselcellen
Opname glucose
Opname vetzuren en vetvorming
○ Pracrien - prostaglandines
▪ Reguleert fysiologische processes zoals
□ Glad spierweefsel contracties
□ Longfunctie
□ Pijn
Paracetamols werken door productie van prostaglandines
te stoppen
□ Geboorte (samentrekking baarmoeder)
□ Ontstekingen (rol bij afweer)
• Cel-cel contact - ontwikkeling fruitvlieg
○ Embryonale ontwikkeling met groeifactoren
○ Interacties tussen immuun cellen
○ Gap-junctions en plasmodesmata
Zenuwgeleiding
• Neuronaal - zenuwgeleiding
○ Omzetten van een chemisch signaal in een elektrisch signaal of andersom
▪ Rustpotentiaal
□ Na+/K+ pomp draagt bij aan de rustpotentiaal door het vormen
van de K+ gradient en door het milieu in de cel iets meer negatief
gelaten te maken
Meer + ionen UIT dan cel dan ERIN
□ De open K+ 'lek'kanalen zorgen voor uitstroom van K+ ionen,
maar andere ionen kunnen de membraan niet passeren,
daardoor ontstaat een elektrisch gradient die uitstroom van K+
weer stopt (ondanks opeen K+ kanaal). Er ontstaat een
evenwicht, de rustpotentiaal (tussen -20 en 200 mV)
▪ Actiepotentiaal
□ Signaal zorgt voor een kleine depolarisatie
Deze depolarisatie zorgt ervoor dat voltage gated Na+
kanalen openen
Verdere depolarisatie
Nog meer voltage gated Na+ kanalen openen
Na+ komt tot een elektrochemisch evenwicht bij +40 mV
Voltage gated Na+ kanalen sluiten zich
CBI-10306 Pagina 1
, Voltage gated Na+ kanalen sluiten zich
Repolarisatie wordt mogelijk
□ Depolarisatie kan maar 1 kant op
□ Geen verlies van sterkte
□ Zelfversterkend
□ Waarom is depolaristatie directioneel?
□ Van stimulus tot actiepotentiaal
De duur van de stimulus wordt vertaald in de lengte van de
actiepotentialen
Een lang durende stimulus genereert een lang durende
serie van actiepotentialen
Continue stimulatie kan leiden tot adaptatie op receptor
nivea
□ Repolarisatie
Wanneer de elektrochemische evenwicht van Na+ is
bereikt, openen K+ voltage gated kanalen zich om de
repolarisatie van het membraan te versnellen De kanalen worden inactief gemaakt,
Wanneer de membraanpotentiaal is hersteld gaan de Na+ daardoor gaat het maar een kant op --> van
voltage gated kanalen van inactief (kan dan echt helemaal celmembraan af?
niks meer) naar gesloten
□ Actiepotentiaal --> chemisch signaal
Voltage gated Ca2+ kanalen gaan opeen tgv depolarisatie
Ca2+ stroomt de zenuw uiteinde in
Ca2+ zorgt voor versmelten van de vesikels (met
neurotransmitter) met het plasmamembraan
In de post synaptische spleet binden de neurotransmitters
aan de ion kanaal gekoppelde receptoren die daarom open
gaan waardoor er weer depolaristie van te target cel kan
plaats vinden
▪ Signaaloverdracht tussen neuronen en synaps spleet
□ Verschillende ionen zorgen moeilijke depolarisatie (Cl-)
○ Myeline schede
▪ Schwann cellen
○ Microtubuli
○ Ion kanalen
Signaalverwerking
• Signaal molecuul (ligand)
○ Receptor op plasmamembraan of in cytosol
○ Elk receptor heeft een natuurlijke ligand (signaal molecuul)
○ Binding tussen ligand en receptor tgv non-covalente bindingen
○ Affiniteit tussen receptor en ligand
○ Soorten signaal moleculen
▪ Hormonen
▪ Lokale mediatoren
▪ Neurotransmitters
▪ Groeifactoren
• Receptor
○ Receptoren OP het celmembraan
▪ Hydrofiel signaal molecuul
▪ Meest voorkomende receptoren
▪ Gebruiken intracellulaire signalering
▪ 3 hoofdtypen
□ Ion kanaal gekoppelde receptoren
□ G-eiwit gekoppelde receptoren (GPCR)
7TM receptor (7 transmembraan domeinen)
Activeren of inhiberen van membraan gebonden enzymen
(langzaam) of ion kanalen (snel)
Adenylyl cyclase (synthese cAMP)
Fosfolipase C toename van (second messengers)
◊ DAG
◊ IP3
DUS:
◊ Ca2+
Er zijn niet veel signalen
--> Second messengers versterken het signaal
nodig voor een reactie
□ Enzym gekoppelde receptoren
Grootste groep
Receptor Tyrosine Kinases (RTKs)
◊ Receptor voor groei factoren
◊ Spelen een rol bij kanker
○ Intracellulaire receptoren IN de cel
▪ Hydrofoob signaal molecuul
▪ Minder voorkomende receptoren
▪ Gebruiken GEEN intracellulaire signalering
□ Direct effect op bv enzym in cytosol
□ Binden aan receptor in de kern
• Intracellulaire verwerking
○ Intracellulaire signaal moleculen zijn de moleculaire aan/uit knop in de
signaal verwerking
CBI-10306 Pagina 2
