Fysiologie
Hoofdstuk 1: inleiding in de fysiologie
fysiologie = is de biologische wetenschap die de werking en functies van levende organismen en
hun organen, weefsels en cellen bestudeert.
karakteriseren van het leven:
1) complex, georganiseerd en bestaande uit cellen
2) gekenmerkt door homeostase
a) = lichaam op een constante gaan houden
b) bv. lichaamstemperatuur behouden (tussen 36-37°): gebeurt door verbranding
voeding (exotherme reactie) + activiteit in warm weer: zweten
c) bv. maag heel zuur: moet goed geregeld worden dat het zo blijft idem met speeksel
3) nood aan energie
a) ATP (adenosinetrifosfaat)
b) door fotosynthese, heterotroof, autotroof
i) heterotroof = afh. van anderen voor hun voeding
ii) kunnen eigen voeding aanmaken door bv. fotosynthese
4) mogelijkheid tot groei
5) mogelijkheid tot reproductie
6) capaciteit om te evolueren
a) mutaties zijn een eigenschap van het leven
om fysiologie te begrijpen moet je vanaf het begin beginnen en de stapjes naar onder volgen:
1) Gemeenschap (community): Twee of meer populaties van verschillende soorten die in
hetzelfde gebied leven en met elkaar communiceren.
2) Populatie (population): Leden van één soort die in hetzelfde gebied leven.
3) Meercellig organisme (multicellulair organisme): Een individueel levend wezen dat uit
veel cellen bestaat.
4) Orgaanstelsel (organ system): Twee of meer organen die samenwerken bij de uitvoering
van een specifieke lichaamsfunctie.
5) Orgaan (orgaan): Een structuur die meestal uit verschillende soorten weefsels bestaat en
een functionele eenheid vormt.
6) Weefsel (tissue): Een groep vergelijkbare cellen die een specifieke functie uitvoeren.
7) Cell (cell): De kleinste eenheid van leven.
8) Molecule (molecule): Een combinatie van atomen.
9) Atoom (atoom): Het kleinste deeltje van een element dat de eigenschappen van dat
element behoudt.
verdere inzooming op homeostase:
paars: extracellulaire vloeistof
geel: intracellulaire vloeistof
samen: interne omgeving van het lichaam (=milieu interieur)
→ hoe meer CO2, hoe zuurder dat het milieu wordt
daarom is de in en ademhaling pure homeostase (= zuurtegraad homeostase)
,variabelen bij de homeostase
- omgevingsfactoren die de cel beïnvloeden
- bv. ijskoude omgeving: celtemp. naar beneden
- heel hard sporten: te weinig o2: spier gaat anaeroob metabolisme: aanmaak lactase
(melkzuur)
- interne afscheidingsstoffen (bv. CO2)
Homeostase:
● lokale controle: bv. bloedvat wordt nauwer (minder warmte verliezen)
○ maar bij vernauwing bloedvat, minder doorbloeding naar bv. neus: hier gaan de
bloedvaten dus wijder worden
○ dat is de lokale respons
● reflex controle: daling temp: lichaam begint te trillen
○ hersenen meten de daling en geven een opdracht, dit gebeurt via registratiecentra
feedbacksystemen →
1) negatieve feedback bloeddruk daalt: hersenen zeggen tegen hart; meer bloed pompen,
bloeddruk hoger tot voldoende: hart moet weten dat het moet stoppen
2) positieve feedback = bv. baby duwt tegen baarmoederhals: veroorzaakt verdere cervical
stretch, aanmaak meer oxytocine, zorgt dat er nog stretch → nog stretch,...
a) hoort niet bij homeostase
3) feedforward mechanismen = pavlov reflex, beeld laten zien lekker eten: kwijlen
range of function = gebied waar alles nog goed is en waar de waarden oke zijn, schommelend
gebied bv. bloedconcentratie moet tussen een bepaald gebied zitten
Hoofdstuk 2: moleculaire interacties
hoe werkt ATP (parate kennis)
ADP + fosfaatgroep = ATP
→ het vereist heel veel energie om deze fosfaatgroep aan de ADP te plakken, zo hard dat het
onder spanning komt te staan, een kleine ‘duw’ zorgt al dat het molecule springt waardoor
heel veel energie vrijkomt
⇒ ATP heel onstabiel maar heel energierijk
kleine samenvatting
waterige oplossingen,
zuren, basen, buffers,...
polaire moleculen (ionaire
moleculen) → goed
oplosbaar in water + splitsen op in water → vorming ionen (--> gebruiken we om spierwerking te
reguleren)
,fosfolipidedubbellaag = structuur vh celmembraan: twee lagen van fosfolipiden, die een barrière
vormen tussen de binnen- en de buitenkant van de cel.
- hydrofiele kop wijzen naar buiten, naar waterig milieu buiten de cel
- hydrofobe staart wijzen naar elkaar toen → ontstaan van waterafstotende kern
vanaf nu geen molariteit meer maar osmolariteit (= makkelijker om mee te werken)
2.1 proteïnen
proteïnebinding
ligand = bindt aan een eiwit om een specifieke biologische reactie of functie te activeren, voor het
ligand is het eiwit inactief
→ spreken we over enzymen krijgt het ligand een andere naam: substraat
eigenschappen van een proteïnebinding
● specificiteit
○ Een bepaald proteïne gaat aan een bepaald ligand binden→ gebeurt niet random
○ bv. peptidasen (=enzym), je hebt bepaalde specifieke proteïnen nodig die de
uiteindes knippen want daar zit een aminozuur op: aminopeptidasen
● affiniteit
○ hoe hoger de affiniteit hoe meer kans op een binding, het ligand wilt dan heel graag
binden met het eiwit
○ dissociatieconstante Kd = klein wanneer er veel protein ligand complexen zijn (hoe
lager Kd hoe hoger de affiniteit
○ agonist = een ander ligand dat hetzelfde effect heeft
○ agonist competitie = er zijn bepaalde liganden en die gaan in competitie met elkaar,
degene wint waardoor het eiwit de meeste affiniteit voor heeft
○ bv. acetylcholine → gaat binden op de acetylcholine receptor van een zenuwcel →
zenuwcel krijgt signaal: breng alles op rust
■ agonist = nicotine, kan ook binden op de acetylcholine receptor en kan
hetzelfde resultaat geven
● isovormen
○ een sterk gerelateerde proteïne met gelijke functie maar een andere affiniteit
hebben voor hetzelfde ligand
○ bv. hemoglobine/foetaal hemoglobine
■ foetaal hemoglobine hogere affiniteit → foetus neemt zuurstof op uit het
moederbloed
○ bv. CO-vergiftiging
● activatie
○ proteolytische activitie → in een proteïne zit nog een
bepaald ‘stukje’ waardoor het inactief is, wanneer activatie
nodig is wordt dat stukje eruit geknipt waardoor proteïne
actief wordt (ligand nog niet gekoppeld, pas na de activatie
koppeling mogelijk)
○ profix pro- / suffix -ogeen = voorloper / inactief (moet nog
geactiveerd worden)
○ bv. trypsinogeen, geactiveerd: trypsine (= vertering eiwitten)
○ co-factor = zorgt dat een ligand wel kan binden op een
plaats waar normaal geen bindingsplaats was voor een
ligand
● modulatie
○ = eiwit wordt gewijzigd waardoor functie kan veranderen
○ 2 werkingsmechanismen
■ wijziging bindingsmogelijkheden van ligand aan
receptor
■ wijziging van proteïne-activiteit
, ○ chemische modulatoren
■ chemische stoffen die binden aan proteïne en bindingsmogelijkheden of
activatie wijzigen (kan bv. ook volledige (reversibele of irreversibele
inactivatie zijn)
■ antagonisten (= gaat binden maar er gebeurt niks, het vermindert de
activiteit, geen respons, bestaan ook irreversibele antagonisten, gaat niet
meer weg)
■ competitieve inhibitoren (= competitie met normale ligand voor
bindingsplaats, zijn antagonisten)
■ mate van inhibitie is afhankelijk van
● concentratie aan inhibitor en ligand
● affiniteit van het proteïne voor de inhibitor en voor het ligand
● concentratie stijging van het ligand zorgt voor inhibitie daling
● bv. tandpijn, beetje: halve gram en pijn weg, veel pijn: veel pijn
neurotransmitters: halve gram geen nut, de competitie te hoog
gebeurt niks
■ allosterische modulatoren
● antagonisten (allosterische inhibitie) / activatoren (allosterische
activatie) die binden reversibel op een proteine op een andere plaats
dan de bindingsplaats waardoor de vorm verandert (= een inhibitor)
■ covalente modulatoren
● functionele groepen die covalent binden aan het proteïne en zo de
eigenschappen van het proteïne wijzigen zodat ze wel kan binden
● fosforyleren= fosfaatgroep op proteïne zetten (= eiwit verandert van
vorm,..)
● defosforyleren = fosfaatgroep af protein doen
● voorbeeld zie kader: celdeling
voorbeeld covalente modulatoren - celdeling
● In S-fase gebeurt de synthese
● wordt gestart wanneer er transcriptiefactoren worden
vrijgezet, E2F
● E2F niet constant vrijlaten: constante deling, niet goed
● E2F wordt geïnactiveerd tot nodig
● HOE? pRb (=proteïne) hoge affiniteit voor E2F
● wanneer affiniteit van pRb daalt: E2F wordt gelost en
cel gaat delen
● hoe gaat affiniteit dalen: pRb wordt gefosforyleerd
waardoor affiniteit daalt
voorbeeld chemische modulatie: penicilline
● er gebeurt irreversibele inhibitie → bacterie kan geen
celwand meer aanmaken: gaat dood
regulatie van respons door regulatie van concentratie aan proteïne en concentratie aan
liganden ih lichaam
Hoofdstuk 1: inleiding in de fysiologie
fysiologie = is de biologische wetenschap die de werking en functies van levende organismen en
hun organen, weefsels en cellen bestudeert.
karakteriseren van het leven:
1) complex, georganiseerd en bestaande uit cellen
2) gekenmerkt door homeostase
a) = lichaam op een constante gaan houden
b) bv. lichaamstemperatuur behouden (tussen 36-37°): gebeurt door verbranding
voeding (exotherme reactie) + activiteit in warm weer: zweten
c) bv. maag heel zuur: moet goed geregeld worden dat het zo blijft idem met speeksel
3) nood aan energie
a) ATP (adenosinetrifosfaat)
b) door fotosynthese, heterotroof, autotroof
i) heterotroof = afh. van anderen voor hun voeding
ii) kunnen eigen voeding aanmaken door bv. fotosynthese
4) mogelijkheid tot groei
5) mogelijkheid tot reproductie
6) capaciteit om te evolueren
a) mutaties zijn een eigenschap van het leven
om fysiologie te begrijpen moet je vanaf het begin beginnen en de stapjes naar onder volgen:
1) Gemeenschap (community): Twee of meer populaties van verschillende soorten die in
hetzelfde gebied leven en met elkaar communiceren.
2) Populatie (population): Leden van één soort die in hetzelfde gebied leven.
3) Meercellig organisme (multicellulair organisme): Een individueel levend wezen dat uit
veel cellen bestaat.
4) Orgaanstelsel (organ system): Twee of meer organen die samenwerken bij de uitvoering
van een specifieke lichaamsfunctie.
5) Orgaan (orgaan): Een structuur die meestal uit verschillende soorten weefsels bestaat en
een functionele eenheid vormt.
6) Weefsel (tissue): Een groep vergelijkbare cellen die een specifieke functie uitvoeren.
7) Cell (cell): De kleinste eenheid van leven.
8) Molecule (molecule): Een combinatie van atomen.
9) Atoom (atoom): Het kleinste deeltje van een element dat de eigenschappen van dat
element behoudt.
verdere inzooming op homeostase:
paars: extracellulaire vloeistof
geel: intracellulaire vloeistof
samen: interne omgeving van het lichaam (=milieu interieur)
→ hoe meer CO2, hoe zuurder dat het milieu wordt
daarom is de in en ademhaling pure homeostase (= zuurtegraad homeostase)
,variabelen bij de homeostase
- omgevingsfactoren die de cel beïnvloeden
- bv. ijskoude omgeving: celtemp. naar beneden
- heel hard sporten: te weinig o2: spier gaat anaeroob metabolisme: aanmaak lactase
(melkzuur)
- interne afscheidingsstoffen (bv. CO2)
Homeostase:
● lokale controle: bv. bloedvat wordt nauwer (minder warmte verliezen)
○ maar bij vernauwing bloedvat, minder doorbloeding naar bv. neus: hier gaan de
bloedvaten dus wijder worden
○ dat is de lokale respons
● reflex controle: daling temp: lichaam begint te trillen
○ hersenen meten de daling en geven een opdracht, dit gebeurt via registratiecentra
feedbacksystemen →
1) negatieve feedback bloeddruk daalt: hersenen zeggen tegen hart; meer bloed pompen,
bloeddruk hoger tot voldoende: hart moet weten dat het moet stoppen
2) positieve feedback = bv. baby duwt tegen baarmoederhals: veroorzaakt verdere cervical
stretch, aanmaak meer oxytocine, zorgt dat er nog stretch → nog stretch,...
a) hoort niet bij homeostase
3) feedforward mechanismen = pavlov reflex, beeld laten zien lekker eten: kwijlen
range of function = gebied waar alles nog goed is en waar de waarden oke zijn, schommelend
gebied bv. bloedconcentratie moet tussen een bepaald gebied zitten
Hoofdstuk 2: moleculaire interacties
hoe werkt ATP (parate kennis)
ADP + fosfaatgroep = ATP
→ het vereist heel veel energie om deze fosfaatgroep aan de ADP te plakken, zo hard dat het
onder spanning komt te staan, een kleine ‘duw’ zorgt al dat het molecule springt waardoor
heel veel energie vrijkomt
⇒ ATP heel onstabiel maar heel energierijk
kleine samenvatting
waterige oplossingen,
zuren, basen, buffers,...
polaire moleculen (ionaire
moleculen) → goed
oplosbaar in water + splitsen op in water → vorming ionen (--> gebruiken we om spierwerking te
reguleren)
,fosfolipidedubbellaag = structuur vh celmembraan: twee lagen van fosfolipiden, die een barrière
vormen tussen de binnen- en de buitenkant van de cel.
- hydrofiele kop wijzen naar buiten, naar waterig milieu buiten de cel
- hydrofobe staart wijzen naar elkaar toen → ontstaan van waterafstotende kern
vanaf nu geen molariteit meer maar osmolariteit (= makkelijker om mee te werken)
2.1 proteïnen
proteïnebinding
ligand = bindt aan een eiwit om een specifieke biologische reactie of functie te activeren, voor het
ligand is het eiwit inactief
→ spreken we over enzymen krijgt het ligand een andere naam: substraat
eigenschappen van een proteïnebinding
● specificiteit
○ Een bepaald proteïne gaat aan een bepaald ligand binden→ gebeurt niet random
○ bv. peptidasen (=enzym), je hebt bepaalde specifieke proteïnen nodig die de
uiteindes knippen want daar zit een aminozuur op: aminopeptidasen
● affiniteit
○ hoe hoger de affiniteit hoe meer kans op een binding, het ligand wilt dan heel graag
binden met het eiwit
○ dissociatieconstante Kd = klein wanneer er veel protein ligand complexen zijn (hoe
lager Kd hoe hoger de affiniteit
○ agonist = een ander ligand dat hetzelfde effect heeft
○ agonist competitie = er zijn bepaalde liganden en die gaan in competitie met elkaar,
degene wint waardoor het eiwit de meeste affiniteit voor heeft
○ bv. acetylcholine → gaat binden op de acetylcholine receptor van een zenuwcel →
zenuwcel krijgt signaal: breng alles op rust
■ agonist = nicotine, kan ook binden op de acetylcholine receptor en kan
hetzelfde resultaat geven
● isovormen
○ een sterk gerelateerde proteïne met gelijke functie maar een andere affiniteit
hebben voor hetzelfde ligand
○ bv. hemoglobine/foetaal hemoglobine
■ foetaal hemoglobine hogere affiniteit → foetus neemt zuurstof op uit het
moederbloed
○ bv. CO-vergiftiging
● activatie
○ proteolytische activitie → in een proteïne zit nog een
bepaald ‘stukje’ waardoor het inactief is, wanneer activatie
nodig is wordt dat stukje eruit geknipt waardoor proteïne
actief wordt (ligand nog niet gekoppeld, pas na de activatie
koppeling mogelijk)
○ profix pro- / suffix -ogeen = voorloper / inactief (moet nog
geactiveerd worden)
○ bv. trypsinogeen, geactiveerd: trypsine (= vertering eiwitten)
○ co-factor = zorgt dat een ligand wel kan binden op een
plaats waar normaal geen bindingsplaats was voor een
ligand
● modulatie
○ = eiwit wordt gewijzigd waardoor functie kan veranderen
○ 2 werkingsmechanismen
■ wijziging bindingsmogelijkheden van ligand aan
receptor
■ wijziging van proteïne-activiteit
, ○ chemische modulatoren
■ chemische stoffen die binden aan proteïne en bindingsmogelijkheden of
activatie wijzigen (kan bv. ook volledige (reversibele of irreversibele
inactivatie zijn)
■ antagonisten (= gaat binden maar er gebeurt niks, het vermindert de
activiteit, geen respons, bestaan ook irreversibele antagonisten, gaat niet
meer weg)
■ competitieve inhibitoren (= competitie met normale ligand voor
bindingsplaats, zijn antagonisten)
■ mate van inhibitie is afhankelijk van
● concentratie aan inhibitor en ligand
● affiniteit van het proteïne voor de inhibitor en voor het ligand
● concentratie stijging van het ligand zorgt voor inhibitie daling
● bv. tandpijn, beetje: halve gram en pijn weg, veel pijn: veel pijn
neurotransmitters: halve gram geen nut, de competitie te hoog
gebeurt niks
■ allosterische modulatoren
● antagonisten (allosterische inhibitie) / activatoren (allosterische
activatie) die binden reversibel op een proteine op een andere plaats
dan de bindingsplaats waardoor de vorm verandert (= een inhibitor)
■ covalente modulatoren
● functionele groepen die covalent binden aan het proteïne en zo de
eigenschappen van het proteïne wijzigen zodat ze wel kan binden
● fosforyleren= fosfaatgroep op proteïne zetten (= eiwit verandert van
vorm,..)
● defosforyleren = fosfaatgroep af protein doen
● voorbeeld zie kader: celdeling
voorbeeld covalente modulatoren - celdeling
● In S-fase gebeurt de synthese
● wordt gestart wanneer er transcriptiefactoren worden
vrijgezet, E2F
● E2F niet constant vrijlaten: constante deling, niet goed
● E2F wordt geïnactiveerd tot nodig
● HOE? pRb (=proteïne) hoge affiniteit voor E2F
● wanneer affiniteit van pRb daalt: E2F wordt gelost en
cel gaat delen
● hoe gaat affiniteit dalen: pRb wordt gefosforyleerd
waardoor affiniteit daalt
voorbeeld chemische modulatie: penicilline
● er gebeurt irreversibele inhibitie → bacterie kan geen
celwand meer aanmaken: gaat dood
regulatie van respons door regulatie van concentratie aan proteïne en concentratie aan
liganden ih lichaam
