VAN CEL NAAR WEEFSEL: FUNCTIE
Mucoviscidose = Cystische Fibrose (CF)
→ Loss of function van CFTR kanaal
We kennen gen → inzicht verwerven in functionele rol ervan
Verschillende soorten defecten in het CFTR kanaal:
- Transcriptie defect
- Defect in proteïne maturatie
- Gating/regulatie defect
- Porie defect → geen permeatie
CF medicatie:
- Potentiators: als kanaal zich al in celmembraan bevindt
o Verhogen activiteit van CFTR
- Correctors: mutatie waardoor kanaal niet in
celmembraan terecht komt
o Herstellen defect in proteïne maturatie → kanaal
komt wel naar juiste plek
Medicatie dus gebaseerd op kennis van wat CFTR doet in
epitheelcel
Behandeling CF: bijzonder duur
→ Celfysiologisch onderzoek nodig om kosten te drukken
ALGEMENE CELFYSIOLOGIE
1. INLEIDING: WAT IS HOMEOSTASE?
Cellen = basis van ons leven → hebben specifiek milieu nodig om te overleven
Homeostase van dit milieu is de basisbehoefte van ons lichaam
Homeostase wordt bereikt door samenwerking van verschillende organen om gezond intern
milieu te creëren
Basisconcepten van homeostase:
- Feedback
o Om eigenschappen lichaamsvloeistof bij te stellen als ze afwijken van de
normale fysiologische waarden
- Redunantie
o Hoe belangrijker de parameter, hoe meer organen betrokken zijn bij het
controleren ervan
- Adapteerbaarheid
o Feed-back loops kunnen flexibel zijn
o Bv: adapteren aan O2-gehalte op grote hoogte
o Genetische factoren bepalen persoonlijke aanleg
Ziekte = afwijking van normale homeostatische niveau
1
,Intern milieu = intracellulair + extracellulair milieu:
Lichaam: verschillende vloeistofcompartimenten
Interstitiële vloeistof = vloeistof die in contact staat met cellen → via PM in contact met
intracellulair milieu
- Is een afgeleide van bloed maar verschillende samenstelling dan bloedplasma
o Proteïnen kunnen niet door bloedvatwand → interstitiëel heel laag
proteïnegehalte
- Protein-free plasma lijkt op interstitiële vloeistof
Meeste cellen niet in contact met bloed, enkel met interstitiële vloeistof
Transport over bloedvatwand: beïnvloed door:
- Oncotische druk
o Osmotische druk door een verschil in hoeveelheid eiwitten
o Van interstitiëel naar bloedplasma
- Bloeddruk
o Van bloedplasma naar interstitiëel
Verschil in osmolariteit = drijvende kracht voor watertransport over membraan
Gezonde toestand: osmolariteit in de verschillende vloeistoffen is dezelfde (290 mOsm)
Transcellulaire vloeistof: niet al het weefselvocht heeft dezelfde samenstelling
Typisch afgezonderd door epitheelcellen → vormen apart compartiment
De chemische samenstelling van de vloeistoffen kan erg verschillen
2
,De chemische samenstelling van vloeistoffen in ons lichaam:
Kennen: Na, K, Cl, Ca, Mg
De chemische samenstelling van bloedplasma:
Exacte waardes zijn niet belangrijk, moet binnen de grenzen vallen
Osmolariteit van urine volledig andere samenstelling dan bloed alhoewel het ervan afgeleid
is
Osmolariteit? Elektroneutraliteit?:
Osmolariteit = 290 mOsm en is gelijk tussen lichaamscompartimenten MAAR sterk
afwijkend voor urine, zweet …
Bepaalt celvolume (intracellulair volume) en bloeddruk (plasmavolume)
Lichaamsvloeistof: globaal elektrisch neutraal: even veel negatieve als positieve deeltjes
Negatieve lading:
- Cl-
- HCO3-
- Organisch fosfaat
- Proteïnen
Anion gap = [Na+]plasma – ([Cl-]plasma + [HCO3-]plasma)
Weerspiegelt verschil in concentratie van marginale kationen en anionen
Geeft hoeveelheid negatieve ladingen tekort om vloeistof als elektrisch neutraal te
beschouwen weer
Effectie verschillen zijn heel klein
3
, Onevenwichten zijn belangrijk:
Samenstelling intracellulaire en
extracellulaire vloeistof vormt basis
voor:
- Elektrofysiologie van celmembraan
o Membraanpotentiaal
o Prikkelbaarheid
- Celvolume
- pH
Veranderingen in pH, celvolume, ionische samenstellig, membraanpotentiaal en temperatuur
kunnen tertiaire structuur van proteinen veranderen
→ Basis voor sensorische respons, extreme veranderingen leiden tot denaturatie en verlies
van functie
Intracellulaire Ca-concentratie: belangrijk signaalmolecule
ICF en ECF hebben andere samenstelling maar zelfde osmolariteit
Doodstraf door lethale injectie:
Dood gebracht door KCl
- Spieren en neuronen werken niet meer goed als extracellulaire concentratie te hoog
is
o KCl in fysiologische omstandigheden redelijk laag
Illustreert belang van de onevenwichten
Effect van ischemie op [K]o en pHo in de
hartspier:
Bloedklonter → deel van de hartspier
afgesloten van bloeddoorstroming
→ hartinfarct: deel hartspier krijgt geen
bloed meer en sterft
Infarct → cocentratie van K in interstitiële
vloeistof stijgt en pH verandert
→ Na/K-ATPase werkt niet goed meer
→ Sommige K-kanalen overactief
Hypernatremie:
Verhoogde [Na+] in plasma
Oorzaak: hoge Na+-inname of uitdroging
Symptomen beginnen subtiel maar kan leiden tot dood
Ionenconcentraties die afwijken → bijna altijd effect op CZS
4
Mucoviscidose = Cystische Fibrose (CF)
→ Loss of function van CFTR kanaal
We kennen gen → inzicht verwerven in functionele rol ervan
Verschillende soorten defecten in het CFTR kanaal:
- Transcriptie defect
- Defect in proteïne maturatie
- Gating/regulatie defect
- Porie defect → geen permeatie
CF medicatie:
- Potentiators: als kanaal zich al in celmembraan bevindt
o Verhogen activiteit van CFTR
- Correctors: mutatie waardoor kanaal niet in
celmembraan terecht komt
o Herstellen defect in proteïne maturatie → kanaal
komt wel naar juiste plek
Medicatie dus gebaseerd op kennis van wat CFTR doet in
epitheelcel
Behandeling CF: bijzonder duur
→ Celfysiologisch onderzoek nodig om kosten te drukken
ALGEMENE CELFYSIOLOGIE
1. INLEIDING: WAT IS HOMEOSTASE?
Cellen = basis van ons leven → hebben specifiek milieu nodig om te overleven
Homeostase van dit milieu is de basisbehoefte van ons lichaam
Homeostase wordt bereikt door samenwerking van verschillende organen om gezond intern
milieu te creëren
Basisconcepten van homeostase:
- Feedback
o Om eigenschappen lichaamsvloeistof bij te stellen als ze afwijken van de
normale fysiologische waarden
- Redunantie
o Hoe belangrijker de parameter, hoe meer organen betrokken zijn bij het
controleren ervan
- Adapteerbaarheid
o Feed-back loops kunnen flexibel zijn
o Bv: adapteren aan O2-gehalte op grote hoogte
o Genetische factoren bepalen persoonlijke aanleg
Ziekte = afwijking van normale homeostatische niveau
1
,Intern milieu = intracellulair + extracellulair milieu:
Lichaam: verschillende vloeistofcompartimenten
Interstitiële vloeistof = vloeistof die in contact staat met cellen → via PM in contact met
intracellulair milieu
- Is een afgeleide van bloed maar verschillende samenstelling dan bloedplasma
o Proteïnen kunnen niet door bloedvatwand → interstitiëel heel laag
proteïnegehalte
- Protein-free plasma lijkt op interstitiële vloeistof
Meeste cellen niet in contact met bloed, enkel met interstitiële vloeistof
Transport over bloedvatwand: beïnvloed door:
- Oncotische druk
o Osmotische druk door een verschil in hoeveelheid eiwitten
o Van interstitiëel naar bloedplasma
- Bloeddruk
o Van bloedplasma naar interstitiëel
Verschil in osmolariteit = drijvende kracht voor watertransport over membraan
Gezonde toestand: osmolariteit in de verschillende vloeistoffen is dezelfde (290 mOsm)
Transcellulaire vloeistof: niet al het weefselvocht heeft dezelfde samenstelling
Typisch afgezonderd door epitheelcellen → vormen apart compartiment
De chemische samenstelling van de vloeistoffen kan erg verschillen
2
,De chemische samenstelling van vloeistoffen in ons lichaam:
Kennen: Na, K, Cl, Ca, Mg
De chemische samenstelling van bloedplasma:
Exacte waardes zijn niet belangrijk, moet binnen de grenzen vallen
Osmolariteit van urine volledig andere samenstelling dan bloed alhoewel het ervan afgeleid
is
Osmolariteit? Elektroneutraliteit?:
Osmolariteit = 290 mOsm en is gelijk tussen lichaamscompartimenten MAAR sterk
afwijkend voor urine, zweet …
Bepaalt celvolume (intracellulair volume) en bloeddruk (plasmavolume)
Lichaamsvloeistof: globaal elektrisch neutraal: even veel negatieve als positieve deeltjes
Negatieve lading:
- Cl-
- HCO3-
- Organisch fosfaat
- Proteïnen
Anion gap = [Na+]plasma – ([Cl-]plasma + [HCO3-]plasma)
Weerspiegelt verschil in concentratie van marginale kationen en anionen
Geeft hoeveelheid negatieve ladingen tekort om vloeistof als elektrisch neutraal te
beschouwen weer
Effectie verschillen zijn heel klein
3
, Onevenwichten zijn belangrijk:
Samenstelling intracellulaire en
extracellulaire vloeistof vormt basis
voor:
- Elektrofysiologie van celmembraan
o Membraanpotentiaal
o Prikkelbaarheid
- Celvolume
- pH
Veranderingen in pH, celvolume, ionische samenstellig, membraanpotentiaal en temperatuur
kunnen tertiaire structuur van proteinen veranderen
→ Basis voor sensorische respons, extreme veranderingen leiden tot denaturatie en verlies
van functie
Intracellulaire Ca-concentratie: belangrijk signaalmolecule
ICF en ECF hebben andere samenstelling maar zelfde osmolariteit
Doodstraf door lethale injectie:
Dood gebracht door KCl
- Spieren en neuronen werken niet meer goed als extracellulaire concentratie te hoog
is
o KCl in fysiologische omstandigheden redelijk laag
Illustreert belang van de onevenwichten
Effect van ischemie op [K]o en pHo in de
hartspier:
Bloedklonter → deel van de hartspier
afgesloten van bloeddoorstroming
→ hartinfarct: deel hartspier krijgt geen
bloed meer en sterft
Infarct → cocentratie van K in interstitiële
vloeistof stijgt en pH verandert
→ Na/K-ATPase werkt niet goed meer
→ Sommige K-kanalen overactief
Hypernatremie:
Verhoogde [Na+] in plasma
Oorzaak: hoge Na+-inname of uitdroging
Symptomen beginnen subtiel maar kan leiden tot dood
Ionenconcentraties die afwijken → bijna altijd effect op CZS
4
