Celfysiologie
H1: Membraan en transport
BEGRIP VAN OSMOSE, TRANSPORTMECHANISMEN
1. Celmembraan en compartimenten
Vloeistof in ons lichaam:
• Totaal lichaam water (TLW) = ongeveer 60% lichaam gewicht → intracellulaire + extracellulaire vloeistof
• Intracellulaire vloeistof = 60% TLW
• Extracellulaire vloeistof = 40% TLW
- Interstitiële vloeistof (75%) → vocht tussen cellen
- Plasma volume (20%) → bloedplasma
- Transcellulaire vloeistof (5%) → vocht in speciale ruimtes zoals gewrichtsholten
Lichaamscompartimenten:
Samenstelling
• Water
• Non electrolytes → geen dissociate in water
- bv: organische moleculen zoals lipiden, glucose, urea, creatinine...
• Electrolytes → dissociatie in oplossingen, sterk osmotische druk
- bv: organic salts, eiwiten, organic and inorganic bases/zuren
Ionensamenstelling
= volgt 2 regels (zie verder)
1) Electroneutraliteit
2) Osmotisch evenwicht
• IN cel = veel K+
• Extracellulair = veel Na+ en Cl-
Belangrijk : volume en samenstelling van de compartimenten moeten constant blijven
= homeostase
• Cellulaire membranen zijn semi-permeable...
- tijdeljik veranderingen in osmolariteit
- water stromt tussen compartimenten (osmose)
→ cel zweling of krimpen
Regulatie door celmembraan transport
1
,Electroneutraliteit:
= In elk compartiment is het aantal positieve ladingen gelijk aan het aantal negatieve ladingen
• Als je op de figuur kijkt zie je dat de concentratie + ongeveer gelijk is aan –
• Intracellulaire eiwitten = negatief geladen → compenseren voor de vele positieve ladingen
Osmotisch evenwicht:
Molariteit/molaire conc. = Mol opgeloste stof (m/M) / liter oplossing
Molaliteit = Mol opgeloste stof / kg
Osmolariteit = totale concentratie opgeloste, osmotisch werkzame deeltjes (Osm/l)
• 1 Osm = 1 mol opgeloste deeltjes
Totale osmolariteit
= Osmotische concentratie die ontstaat door de aanwezigheid van alle opgeloste deeltjes in een oplossing
(osmotische concentratie penetrerende + niet-penetrerende deeltjes )
= som van de osmotische concentratie van elk deeltje
• Voor elk deeltje is de osmotische concentratie gelijk aan het product van de molaire concentratie en het
aantal deeltjes gevormd tijdens dissociatie (bv: Glucose=1, NaCl~2, KCl~2, MgCl 2~3…)
• Uitgedrukt in Osm (osmolar) of Osm/L (osmol per liter)
• Plasmatische osmolariteit ~290 mOsm / l → referentie!
Toniciteit = effectieve osmolariteit
• Osmose wordt veroorzaakt door deeltjes die het membraan niet kunnen kruisen.
• Enkel de concentratiegradiënt van niet-penetrerende deeltjes veroorzaakt een osmotisch drukverschil
tussen de twee kanten van het membraan
• Uitgedrukt in Osm (osmolair) of Osm/L (osmol per liter) 1) Oplossing van 100 mM NaCl en 200 mM urea.
! is belangrijk omdat veranderingen in toniciteit osmolariteit = 2*100 + 200 = 400 mOsm/L -> hyper-osmotische
verantwoordelijk zijn voor de beweging van water toniciteit = 2*100= 200 mOsm/L -> hypotoon
tussen compartimenten...! 2) Oplossing van 125 mM NaCl en 50 mM urea.
osmolariteit= 2*125 + 50 = 300 mOsm/L ~ iso-osmotische
toniciteit = 2* 125 = 250 mOsm/L -> hypotoon
Permeabiliteit van deeltjes doorheen het membraan:
2
, 1. Passief transport: principe van diffusie
Diffusie = het proces waarbij een stof in oplossing de neiging heeft om van compartiment A naar
compartiment B te gaan
PASSIEF TRANSPORT
Belangrijk aan diffusie:
• Volgt een neerwaartse gradiënt = hoge osmolariteit (= meer geconcentreerd in opgeloste stoffen) naar
lage osmolariteit (= minder geconcentreerd in opgeloste stoffen)
• Is een passief fenomeen → vereist geen energie
Er zijn vier manieren van diffusie:
1) Simpel diffusie van stoffen
2) Diffusie van water = osmose
3) Diffusie van ionen
4) Gefaciliteerde diffusie
Simpel diffusie:
= een niet-geladen stof gaat van een hoge naar een lage concentratie, zonder hulp van eiwitten
• Hydrofobe stoffen (steroïd hormonen), gassen (NO, O2)....
• Diffusie hoeveelheid ~ [X]o
Wet van Fick
➔ Hoeveel van een stof gaat er per tijdseenheid van A naar B?
➔ Berekend de diffusiesnelheid J
• JX = nettoflux in hoeveelheid / tijdseenheid x oppervlakte
• PX = permeabiliteitscoëfficiënt → afhankelijk van diffusie coëfficient in de membraan, partitiecoëfficient
en membraan opp. en dikte
• [X] = concentratie buiten (o) en binnen (i) de cel
3
H1: Membraan en transport
BEGRIP VAN OSMOSE, TRANSPORTMECHANISMEN
1. Celmembraan en compartimenten
Vloeistof in ons lichaam:
• Totaal lichaam water (TLW) = ongeveer 60% lichaam gewicht → intracellulaire + extracellulaire vloeistof
• Intracellulaire vloeistof = 60% TLW
• Extracellulaire vloeistof = 40% TLW
- Interstitiële vloeistof (75%) → vocht tussen cellen
- Plasma volume (20%) → bloedplasma
- Transcellulaire vloeistof (5%) → vocht in speciale ruimtes zoals gewrichtsholten
Lichaamscompartimenten:
Samenstelling
• Water
• Non electrolytes → geen dissociate in water
- bv: organische moleculen zoals lipiden, glucose, urea, creatinine...
• Electrolytes → dissociatie in oplossingen, sterk osmotische druk
- bv: organic salts, eiwiten, organic and inorganic bases/zuren
Ionensamenstelling
= volgt 2 regels (zie verder)
1) Electroneutraliteit
2) Osmotisch evenwicht
• IN cel = veel K+
• Extracellulair = veel Na+ en Cl-
Belangrijk : volume en samenstelling van de compartimenten moeten constant blijven
= homeostase
• Cellulaire membranen zijn semi-permeable...
- tijdeljik veranderingen in osmolariteit
- water stromt tussen compartimenten (osmose)
→ cel zweling of krimpen
Regulatie door celmembraan transport
1
,Electroneutraliteit:
= In elk compartiment is het aantal positieve ladingen gelijk aan het aantal negatieve ladingen
• Als je op de figuur kijkt zie je dat de concentratie + ongeveer gelijk is aan –
• Intracellulaire eiwitten = negatief geladen → compenseren voor de vele positieve ladingen
Osmotisch evenwicht:
Molariteit/molaire conc. = Mol opgeloste stof (m/M) / liter oplossing
Molaliteit = Mol opgeloste stof / kg
Osmolariteit = totale concentratie opgeloste, osmotisch werkzame deeltjes (Osm/l)
• 1 Osm = 1 mol opgeloste deeltjes
Totale osmolariteit
= Osmotische concentratie die ontstaat door de aanwezigheid van alle opgeloste deeltjes in een oplossing
(osmotische concentratie penetrerende + niet-penetrerende deeltjes )
= som van de osmotische concentratie van elk deeltje
• Voor elk deeltje is de osmotische concentratie gelijk aan het product van de molaire concentratie en het
aantal deeltjes gevormd tijdens dissociatie (bv: Glucose=1, NaCl~2, KCl~2, MgCl 2~3…)
• Uitgedrukt in Osm (osmolar) of Osm/L (osmol per liter)
• Plasmatische osmolariteit ~290 mOsm / l → referentie!
Toniciteit = effectieve osmolariteit
• Osmose wordt veroorzaakt door deeltjes die het membraan niet kunnen kruisen.
• Enkel de concentratiegradiënt van niet-penetrerende deeltjes veroorzaakt een osmotisch drukverschil
tussen de twee kanten van het membraan
• Uitgedrukt in Osm (osmolair) of Osm/L (osmol per liter) 1) Oplossing van 100 mM NaCl en 200 mM urea.
! is belangrijk omdat veranderingen in toniciteit osmolariteit = 2*100 + 200 = 400 mOsm/L -> hyper-osmotische
verantwoordelijk zijn voor de beweging van water toniciteit = 2*100= 200 mOsm/L -> hypotoon
tussen compartimenten...! 2) Oplossing van 125 mM NaCl en 50 mM urea.
osmolariteit= 2*125 + 50 = 300 mOsm/L ~ iso-osmotische
toniciteit = 2* 125 = 250 mOsm/L -> hypotoon
Permeabiliteit van deeltjes doorheen het membraan:
2
, 1. Passief transport: principe van diffusie
Diffusie = het proces waarbij een stof in oplossing de neiging heeft om van compartiment A naar
compartiment B te gaan
PASSIEF TRANSPORT
Belangrijk aan diffusie:
• Volgt een neerwaartse gradiënt = hoge osmolariteit (= meer geconcentreerd in opgeloste stoffen) naar
lage osmolariteit (= minder geconcentreerd in opgeloste stoffen)
• Is een passief fenomeen → vereist geen energie
Er zijn vier manieren van diffusie:
1) Simpel diffusie van stoffen
2) Diffusie van water = osmose
3) Diffusie van ionen
4) Gefaciliteerde diffusie
Simpel diffusie:
= een niet-geladen stof gaat van een hoge naar een lage concentratie, zonder hulp van eiwitten
• Hydrofobe stoffen (steroïd hormonen), gassen (NO, O2)....
• Diffusie hoeveelheid ~ [X]o
Wet van Fick
➔ Hoeveel van een stof gaat er per tijdseenheid van A naar B?
➔ Berekend de diffusiesnelheid J
• JX = nettoflux in hoeveelheid / tijdseenheid x oppervlakte
• PX = permeabiliteitscoëfficiënt → afhankelijk van diffusie coëfficient in de membraan, partitiecoëfficient
en membraan opp. en dikte
• [X] = concentratie buiten (o) en binnen (i) de cel
3
