Samenvatting Cytologie En Histologie - Cyto

Cytologie
Inleiding
Celafmetingen

Grootte cel hangt af van 2 factoren:

− Verhouding oppervlakte en volume
− Cel is controlecentrum → hoe groter cel, hoe lagermetabolisme

Volume is onafhankelijk van individu

Celvorm

− Afwisselend: hangt af van externe factoren
− Constant: bepaald door functionele differentiatie en omgevende cellen

Celbouw

− Celmembraan
− Cytoplasma en celorganellen
− Celkern

Celmembraan
Structuur

− Fosfolipiden:
• Hydrofiel (fosfaatgroep)
• Hydrofoob (vetzuurketens)
− Eiwitten:
• Integrale eiwitten: overspannen membraan
• Perifere eiwitten: alleen aan buiten- of binnenkant
• Functies:
 Bouwelement
 Transport (leidt tot elektrochemisch gradiënt)
 Ionkanalen (passief transport)
 Pompen (actief transport)
 Receptoren
 Enzymen
− Glycocalyx:
• Glycoproteïnen en glycolipiden
• Functies:
 Bescherming
 Rol in transmembranair transport
 Rol in celadhesie

,  Rol in contactinhibitie
 Rol in herkenningsmechanisme

Speciale vormen van de celmembraan

Extracellulair

− Microvilli: vingervormige uitstulpingen → vergroting contactoppervlakte
− Cilia en flagella: trilharen → gecoördineerde bewegingen
• 9 groepen van perifere fibrillen:
 Subfribil A (13 eenheden)
 Subfibril B (10 eenheden)
 A heeft zijarmen die rijken tot duplet ernaast: dyneïne (ATP-ase-
activiteit) → beweging cilia
• 2 centrale fibrillen (axonema):
 Omgeven door mantel
 Spaken maken verbinding met A: verteerbaar door trypsine +
structurele samenhang axonema
• Basaal lichaampje (kinetosoom):
 Negen tripleten microtubili als perifere wand
 Distaal gesloten
 Proximaal open: vezelige verlengwortels

Intracellulair

− Zonula occludens (tight junction):
• Gordel rond cel
• Afsluiting intercellulaire spleet tegen lumen
• Spleet gedicht door puntvormige contacten
• Heel plastisch
• Hechting kan stevig zijn of losser: hangt af van functie
− Zonula adhaerens (intermediate junction):
• Gordel rond cel
• Strikt parallel + fijn filamenteus materiaal
• Cytoplasmatische zijde: ineengevlochten microfilamente → overbrengen
spanning tussen cellen
− Macula adhaerens (desmosoom):
• Schijfvormige membraanzone
• Strikt parallel + fijn filamenteus materiaal (glycoproteïnen)
• Cytoplasmatische blad: elektronendensse plaat met hierin
cytoplasmatische microfilamenten (steunfunctie)
− Hemidesmosomen:
• Halve desmosomen
• Aan basale zijde
• Functie:
 Connectoren tussen cytoskelet en basale membraan
 Verspreiden mechanische kracht over hele weefsel op passieve manier

,− Nexus (gap junction):
• Smalle spleet
• Hydrofiel kanaaltje: verbinding cytoplasma van 2 cellen → intercellulaire
communicatie
• Extracellulair afgesloten

Transport door celmembraan

Diffusie

− Passief → volgens concentratiegradiënt: van hoog nr laag
− Permeabiliteit afh van:
• Grootte
• Lading
• Vetoplosbaarheid

Transporteiwitten

− Type I (gefaciliteerd transport):
• Passief → van hoge conc nr lage
− Type II (actief transport)
• Actief → van lage conc nr hoge
• Energie-eisend → ATP-asen
• 3 soorten:
 Uniports: transport 1 substantie
 Symports: transport meerder sub in zelfde richting
 Antiports: uitwisseling sub tssn intra- en extracellulair

Endocytose en exocytose

− Endocytose:
• Fagocytose: opnemen grotere partikels adhv pseudopodia
• Pinocytose:
 Macropinocytose: analoog fagocytose maar met kleinere partikeles
 Micropinoctyose: opnemen vloeistoffen adhv invaginaties
• 2 soorten mechanismen:
 Vloeibare-fase-pinocytose → niet selectief:
Opgeloste stof en oplosmiddel samen opgenomen
Plasmamembraan nt gespecialiseerd
Vesikel: smooth concourtes vesicle
 Absorptiepinocytose → selectief:
Coated vesicles: invaginaties gecoat met haartjes en glycocalyx
Aard en conc opgenomen materiaal afh van aantal en affiniteit
➔ Materiaal in vesikels nog steeds nt in intracellulair milieu
− Exocytose: omgekeerde endocytose → blaasjes van binnen cellen naar buiten

,Osmose

Cel is semipermiabe

Verschil is osmotische waarden intra en extra

− Hypertoon: Osmotische waarde extra groter dan intra
− Isotoon: Osmotische waare gelijk intra en extra
− Hypotoon: Osmotische waarde extra kleiner dan intra → cel barst: hemolyse

Membraanpotentiaal

Rustmembraanpotentiaal

− Na+/K+-ATP-ase pompactiviteit:
• Natriumconc groter in ICV
• Kaliumconc groter in ECV
• Pomp voert 3 Na+ nr ECV
• Pomp voert K+ nr ICV
• ICV neg tov ECV → pomp = elektrogeen
− Membraanpermiabliliteit voor ionen (lekkanalen):
• K-lekkanalen > Na-lekkanalen (3:1)
• K van ICV naar ECV
• Na van ECV nr ICV
• ECV nog meer neg
− Verschil samenstelling ICV en ECV:
• Proteïnen zorgen voor neg lading in ICV
• Cl kan van ICV naar ECV gaan → ICV minder neg en zo stabiel

Actiepotentiaal

Naast lekkanalen → spanningsafh kanalen: Na-kanaal heeft 2 poorten (snelle en
trage) K-kanaal heeft 1 poort (trage)

In rusttoestand: trage dicht en snelle open

− Fase -1: potentiaal vermindert tot drempelpotentiaal
− Fase 0 (depolarisatie) : poorten openen → massale Na stroom nr ICV → cel
depolariseert
− Fase 1: Na-poorten sluiten → maximale depolarisatie
− Fase 2 (repolarisatie): K-poorten open → massale K stroom nr ECV → cel
repolaristeert
• In hart: Ca stroom en K stroom bereiken evenwicht → plateau
− Fase 3: Ca sluiten en K blijven open tot rustmembraanpot weer bereikt is
− Fase 4: kanaal nog steeds beetje open → hyperpolarisatie

Kenmerken actiepotentiaal:

− Alles-of-nietsfenomeen: eenmaal drmeple bereikt → volledige depolarisatie

,− Frequentie van ectiepot in cel varieert
− Duur actiepot afh v celtype (bepaalt door duur plateau)
− Cel is refractair tijdens actiepot; s-nt gevoelig voor nieuwe prikkel
• Absoluut refractair: prikkel → gn respons = depolarisatie
 In hart: verlengt door plateaufase
• Relatief refractair: prikkel → verminderde respons
• Niet-refractaire periodes: prikkel → normale respons
− Actiepot is elektronisch voortgeleid

Ontstaan van actiepot:

− Spontaan: variabel permiabiliteit voor K
− Uitgelokt door:
• Agonisten: hechten aan receptoren → openen Na-poorten
• Depolarisatie naburige cellen: als er veel nexussen aanwezig zijn

Effect actiepot:

− Zenuwuiteinden: neurotransmitters komen vrij
− Spieren: contractie
− Kliercellen: substanties komen vrij

Potentiaalberekeningen

Zie cursus en ppt

Intercellulaire communicatie

Communicatie tssn cellen via:

− Chemische substanties
− Gap junctions
− Comm molec via ECV
• Autocriene comm: effect op cel die molecule vrijgeeft
• Pracriene comm: effect op naburige cellen
• Endocriene comm: molec via bloed → beirkt hele organisme

Comm moelc kan op verschillende manieren inlvoed uitoefenen:

− Receptor is kanaal: prim boodschapper bindt op kanaal → kanaal opent of
sluit → kans op depolarisatie
− Receptor is G-proteïne verbonden met kanaal:
• Activerende proteïne (Gs) → kanaal opent
• Inactiverende proteïne (Gi) → kanaal sluit
− Receptor is G-proteïne aangesloten met enzyme → sec boodschappers
• Activatie adenylaatcyclase (AC) of guanylaatcyclase (GC) via Gs
Activatie adenosinetrifosfaat (ATP) of guaninetrifosfaat (GTP) → cyclisch
adeninemonofosfaat (cAMP) of cyclische guaninemonofosfaat (cGMP)
Activatie cAMP en cGMP afh-proteïnekinasen → fysiologicsh effect
• Activatie fosfolipase C (PLC) → splitsing fosfatidylinositoldifosfaat (PIP2) in
diacylglycerol (DAG) + inositoltrifosfaat (PI3)

, DAG activeert proteïnekinase C → fysiologisch effect
Door IP3 komt er Ca2+ vrij uit ER → Ca2+ op prot → fysiologisch effect
• Activatie fosfolipase A2 → sec boodschapper = arachidonzuur
− Receptoren voor setroïden of schildklierhormonen bevinden zich in
doelwitcellen, in cytoplasma of in de kern → als ligandafh trasncriptiefactoren
• Hormoonreceptorcomplex bindt aan promotorgebieden van genen →
stimuleert of remt transcriptie genen
• Modulatie van genexpressie in doelwitcel door steroïdhormonen

Structuur van receptoren

Steroïd- en schildklierhormoonreceptoren = transcriptiefactoren → opgebouwd
uit polypeptideketens → verdeeld in 3 domeinen

− De amino-terminus: betrokken bij activering/stimulering transcriptie → door
interactie andere comp → seq is variabel tss verschillende receptoren
− Het DNA-bindingsdomein: binding receptor aan DNA-seq
− Het cerboxy-terminus of ligandbindend domein: bindt hormonen

Hormoon-receptorbinding en interactie met DNA

Steroïdhormonen komen cel binnen via diffusie

Schildklierhormonen komen cel binnen via gefaciliteerde diffusie

➔ Hormonen binden aan receptor in ctyplasma of kern, daarna:
− Receptoractivering: receptor in staat om met DNA te binden
− Geactiveerde receptoren binden aan hormoonresponselementen: korte
sequenties DNA in promotors van genen
− Transcriptie v gebonden genen w beïnvloed → stimulatie

De cytoplasmatische organellen
Het endoplasmatisch reticulum

Ruw endoplasmatisch reticulum (RER)

− Opgebouwd uit cysternae, tubuli en vesiculae
− Op buitenzijde membraan → ribosomen (belangrijk vr eiwitsynthese)
− Eiwitten opgeslaan in cysternae

Glad endoplasmatisch reticulum (SER)

− Gn ribosomen op membraan
− Synthese steroïdhormonen
− In darmepitheel: rol in metabolisme vet
− In lever: rol in metabolisme toxische stoffen

Cellen waar RER en SER samen voorkomen → overgaan in elkaar + verbinden
tssn kernenveloppe, ER en Golgi

,Ribosomen en polysomen

− Vrije ribosomen of gebonden aan RER
− In groepjes → polysomen verbonden met mRNA
− Twee subeenheden:
• Opgebouwd uit eiwitten
• Gebonden aan rRNA
• Kleine eenheid: binden rRNA
• Grote eenheid: vorming peptidebindingen
− RNA w aangemaakt in nucleolus → cytoplasma
− Eiwitsynthese op ribosomen

Aminozuren via tRNA naar ribosomen → ribosomen bepalen volgorde door mRNA
→ aminozuren binden en worden peptidekettingen

− Secretie-eiwitten w gemaakt op ribosomen aan RER → komen in cysterna
− Eiwitten voor eigen cel w gemaakt op vrije ribo

RER nt noodzakelijk vr eiwitsyn → transportmiddel: van ribo nr Golgi → in Golgi
w secretie-eiwitten verpakt en dan vrijgelaten via exocytose

Annulate lammelae

− Komen voor in veel cellen
− Lopen soms over in RER
− Gn ribo op membraan
− Functie:
• Voorbereiden weefsels om kankercellen te ontvangen
• In stamcellen: cellen integreren in  weefsels

Sarcoplasmatisch reticulum

− In spiercellen: gespecialiseerd SER
− Bij actiepoentiaal: Ca vrijlaten → contractie
− Ca opnemen → relaxatie
− SERCA in membraan → Ca-ionen tegen gradiënt in → ATP nodig

Het Golgi-apparaat

Structuur

− Parallelle, boogvormige, afgeplatte cysternae, uitzettingen aan einde:
• Drielagig membraan
• Gn ribo
• Convexe zijde: vormingszijde
• Concave zijde: rijpinszijde
− Visuculae begrensd door effen membraan aan vormingszijde:
• Klein aantal: bezet door stekeltjes (coated vasiculae)
− Sferische vacuaolen gelegen tegen rijpingszijdeµ

,Geringe celactiviteit: cysternae concentrisch, dicht bij de kern → vormingszijden
vormen sferische Golgi-zone: opgevuld met vacuolen en vesiculae, bevat
centriolen

Hoge activiteit:  groepjes cytsernae verspreiden in cytoplasma. Bij zenuwcellen
omringen ze de kern

Functie

− Synthese membraanglycoproteïnen:
• Eindfase vd glycoproteïnen vd cell coat
− Verpakking eiwitachtige secretieprod:
• In vorm v secretiekorrels
• Eiwitten in RER → vasiculae nr vormingszijde → opgestapeld in cysternae
→ rijpingszijde in vacuolen → verder geconcentreerd → secretiekorrels →
cytoplasma
− Lysosomale enzymen: verpakt in lysosomaal membraan
− Vorming melanosomen v melanocyten
− Rol in absorptieprocessen (vet in darmepitheel)

Mitochondriën

Structuur

− In alle eukaryote cellen
− bewegelijk en plastisch
− plaatsen waar veel ATP verbruikt w
− omgeven door dubbele fosfolipidemembranen:
• interne matrixruimte
• smalle intermembranaire ruimte
− uitstulpingen in matrix:
• cristae mitochondrialesn → afgeplat
• tubuli → dwarse buisjes

Functie

Energieleverancier van de cel → #mitochondriën // activiteit cel

Energie in vorm van ATP → fosforylatie van ADP → E fodorylatie v oxidatie
voedingsstoffen

Eigenschappen:

uitwendige membraan

− bevat grote eiwitmoleculen
− bevat enzymen → breken lipiden af

,intermembranaire ruimte

− bevat enzymen → gebruikt ATP om andere nucleotiden te fosforyleren
− creatine → creatinefosfaat

inwendige membraan

bevat 3 soorten belangrijke eiwitten:

− enzymen voor oxidatiereacties id respiratorische keten:

1. Complex I (NADH ubichinon-oxireductase):
NADH + H+ + Q → NAD+ +QH2 (ubichinol)
 Ubichinol diffundeert nr complex III
 4 prot v matrix nr cristae → protonengradiënt
 E vr dit transport komt van NADH

2. Complex II (succinaat-dehydrogenase):
 Maakt deel uit v citroenzuurcyclus
 Succinaat → fumaraat
 2 prot + 2 elek + FAD → FADH2
 Via ijzer-zwavelcentra: elek FADH2 aan ubichonine/coenzyme Q10 →
ubichinol (diffundeert nr complex III)

3. Co-enzym Q10: alle toegangspoorten tot de oxidatieve fosforylering
komen uit bij Q

4. Complex III (cytochroom bc1-complex):
 Ubichinok doorloopt Q-cyclus
 2x2 prot getransporteerd va matrix nr cristae + 2x cytochroom c1
gereduceerd
 C1 met elek nr complex IV
 Complex III is verdeler: 2 elek v Q verdelen over 2 c1

5. Complex IV (cytochroom oxidase):
 Reductie O2 tot H2O vergt 4 elek → geleverd dr cytochroom c
 Koper- en heemgroepen vangen elek op en geven door aan O2 die
w gereduceerd tot H2O
 4 prot gepompt v matrix nr cristae

− Enzymcomplex ATP-synthetase: vorming ATP in interne matrixruimte
− Transporteiwitten: transport metabolieten nr en uit matrix

Interne matrixruimte

− Geconcentreerd mengsel v enzymen
− Enzymen v oxidatie pyruvaat en vetzuren en Krebs-cyclus
− Kopieën mitochondriaal DNA-genoom, mitochondriale ribosomen, tRNA,
enzymen voor genexpressie v mitochondriale gen

, − Mitochondriën bevatten eigen DNA en RNA → eigen eiwitten
− Eigen DNA zorgt voor: coderen DNA, RNA, hun eiwitten, hun ribosomen, hun
tRNA en sommige structurele elementen
− Mitochondriën nt permanent → vervangen door nieuwe via deling ander
mitochondriën

Cytosomen

Lysosomen

Elektrodense partikels met eigen membraan

Primaire lysosomen

− Homogeen dense inhoud
− Bevatten alleen hydrolasen
− Aangemaakt in Golgi
− Talrijk in fagocyterende cellen

Secundaire lysosomen

− Samensmelting van prim lysosomen met vacuole
− Vacuole ontstaat door exogene stoffen → hetrofagische
vacuole/hetrofagosoom
Vacuole onstaat door degenererende organellen → autogische
vacuole/autofagosoom
− Na versmelting → hydrolyserende stoffen uitstorten in vacuole
− Naargelang vacuole: autolysosomen of hetrolysosomen

Prim lyso, sec lyso en vacuolen → verteringsapparaat cel

Onverteerbare resten w uitgescheiden aan celoppervalk of achterblijven als
gekleurde pigmentaccumulaties (lypofuscine)

Geen schade aan eigen cel door membraan

Bij gekwetste cellen → lyso geven hydrolyserende stoffen af → cel w verteerd

Peroxysomen

− Ontstaat uit SER
− Sferische vorm met membraan
− Bevatten matrix met denser lichaampje (kristalloïde structuur) = nucleoïde
− Breken vetzuurketens af door oxidatie
− H2O2 komt vrij → H2O en O2