Samenvatting & examenvragen
fysiopathologie
1
DELFIEN DHONDT
,CHAPTER 3: INLEIDING
1. Inleiding
- In de cel = intracellulaire compartiment = cytoplasma
Buiten de cel = extracellulaire compartiment
- Cel omgeven door celmembraan/plasmamembraan
- Cel omvat verschillende organellen
Nucleus = celkern (bevat DNA)
DNA RNA = transcriptie geknipt tot mRNA dan uit
nucleus via poriën naar cytoplasma om daar afgeschreven te
worden naar proteinen
Ribosomen: m RNA omzetten tot proteinen = translatie
Centriolen: belangrijk bij celdeling
Mitochondrien: belangrijk voor de energieproductie: ATP
ER: Calcium opslagplaats
Ca2+= belangrijke signaalmolecule om een respons op te wekken.
Rough ER (bevat ribosomen): aanmaak transmembraanproteinen
Smooth ER (geen ribosomen): aanmaak lipiden die plasmamembraan gaan opbouwen
Golgi apparaat: eiwitten veranderen (dingen aan toevoegen vb suikergroepen) =
posttranslationele modificaties + controle compartiment: zorgen dat de eiwitten
functioneel zijn. Indien niet-functioneel: proteinen afbreken in:
Endosomen: nemen extracellulair materiaal op (bv vanuit de golgi) (bv ‘slechte’ cholesterol)
Lysosomen: breken endosomaal materiaal af
Peroxisomen: afbreken van lipiden en toxische stoffen
De organellen kunnen wel bewegen maar toch is er een duidelijke structuur door proteineketens=
cytoskelet: (3 belangrijkste proteineketens)
cytoskelet nodig om polarisatie te weeg te brengen
- Actine
- Microtubuli
- Intermediare filamenten
Proteine = keten van aminozuren (bestaan 20 verschillende aminozuren)
Elke proteine kan dus verschillen in opbouw aminozuren en opvouwing: niet polaire aminozuren
vouwen naar binnen (want houden niet van water), polaire houden wel van water (naar buiten
vouwen).
Proteinen worden getransporteerd naar de organellen zodat ze kunnen functioneren.
2
DELFIEN DHONDT
,CHAPTER 3: CELSTRUCTUUR: PLASMAMEMBRAAN
1. Bespreek de asymmetrie in lipiden compositie van het celmembraan inclusief de
werking/rol van cholesterol en onder welke vorm circuleert cholesterol in ons
lichaam
Plasmamembraan = dubbellaag fosfolipieden met
hydrofobe kern
Fosfolipieden= amphipatische moleculen =
hydrofiel/polair hoofdje & hydrofobe/niet polaire
staart hierdoor in staat om waterige milieus te
scheiden (bv extra- en intracellulaire
compartiment)
buitenzijde plasmamembraan: hydrofiel
binnenzijde: hydrofoob & lipofiel
Er bestaan verschillende fosfolipieden; ze verschillen in het hoofdje (lading) en staart (lengte & vorm:
recht of gebogen)
HOOFDJE:
Phosphatidylserine = negatief geladen (want 2 minnetjes en 1 plusje) dwz dat we deze fosfolipiede
meer aan de binnenzijde dan aan de buitenzijde van het membraan zullen terugvinden.
Dus als men zegt: ‘Phosphatidylserine is aangereikt aan de binnenzijde’ dwz dat de
binnenzijde van de cel negatief geladen is.
STAART:
Rechte staart: verzadigd vetzuur
Gebogen staart: onverzadigd vetzuur (te herkennen aan de dubbele binding)
Vorm --> beïnvloed de vloeibaarheid van plasmamembraan
! Plasmamembraan moet vloeibaar blijven; betekent dat die fosfolipiden nog kunnen
bewegen: rotatie, laterale diffusie hoofdjes & flexie van de vetzuurstaarten zijn
mogelijk.
Flip flop bewegingen= als een fosfolipide spontaan van de binnenzijde
naar de buitenzijde gaat of omgekeerd (gebeurt bijna niet want hydrofyl
hoofdje kan energetisch gezien niet/heel moeilijk door die hydrofobe
kern passeren)
dus ook ionen kunnen heel moeilijk passeren door die hydrofobe kern,
vetoplosbare moleculen kunnen dit wel.
Flipase kan wel = fosfolipide mbv eiwitten van buitenste laag naar binnenste brengen
Flopase kan wel = fosfolipide mbv van binnenste laag naar buitenste brengen
We hebben proteinen nodig om fosfolipiden van de ene laag naar de andere te kunnen brengen!
3
DELFIEN DHONDT
,Fosfoliepide compositie bepaalt vloeibaarheid & smelttemperatuur:
- Vetzuurstaarten lang & verzadigd (gestrekt) veel/meer interactie met elkaar dichte
packing vast hogere transitietemp.
Vb. Dierlijke vetten zoals boter of frituurvet (=oorspronkelijk vast: gaan opwarmen om
vloeibaar te maken)
- Vetzuurstaarten kort & onverzadigd (gebogen) minder interactieoppervlak zwakke
packing vloeibaarder lagere transitietemp
(want we moeten niet te hard opwarmen om de vetten vloeibaar te maken)
Vb: plantaardige olien hebben meer onverzadigde vetzuurstaarten dus lagere transitietem
(vandaar dat de olien bij kamertemp vloeibaar zijn)
Gevolg (nadeel) van zwakke packing is dat the membraan scheuren/gaten vertoont en dus meer
permeabel is
Transitietemperatuur = de temp. waar we van de de vaste ‘gel’ fase naar de vloeibare ‘sol’ fase gaan.
CHOLESTEROL
- Bestaat uit hydrofoob staartje, rigide steroïde ringstructuur & klein
hoofdje
- talrijk aanwezig tussen de fosfolipiden in ons plasmamembraan
- invloed op vloeibaarheid plasmamembraan:
De vetzuurstaart van cholesterol is veel korter dan die van de fosfolipiden waardoor we meer
ruimte creëren tussen de 2 fosfolipidestaarten waar hij tussen staat:
Grotere afstand = minder interactie = vloeibaarder membraan
Het hoofdje van cholesterol kan door de niet flexibele ringstructuur minder gaan
bewegen/roteren waardoor de buitenste en de binnenste zijde stijver, minder vloeibaar worden
Dubbele functie cholesterol:
1) plasmamembraan-kern vloeibaar houden (belangrijk voor functiemembraanproteinen)
2) binnenste en buitenste zijde stijver maken (want te vloeibaar zou zorgen dat er iets kan
doorlekken)
Teveel cholesterol: niet goed: te vloeibaar: doorlekken
Te weinig: ook niet goed
- Cholesterol kan makkelijker en zonder hulp de flip-flop bewegingen maken dankzij kleiner
polair hoofdje Hierdoor grofweg zelfde concentratie cholesterol in buitenste en binnenste
lipiede laag van plasmamembraan.
Onder welke vorm komt Cholesterol voor in ons lichaam:
Cholesterol: is vetoplosbaar/ moeilijk wateroplosbaar (lipofiel) en kan dus niet vrij circuleren in het
bloed: dus komt voor in complexen (soort vetbolletjes): VLDL, LDL, HDL
4
DELFIEN DHONDT
,LDL= Low density lipoproteins
LDL brengt cholesterol van de lever naar de cellen via LDL receptor op de cel (endocytose)
= ‘slechte’ chol want ze leveren chol toe naar de cellen
HDL= High density lipoproteins
HDL brengt cholesterol terug weg van de cellen naar de lever = ‘goede’ chol
AANMAAK FOSLFOLIEPIDEN:
- Cholesterol voornamelijk aangemaakt in lever en opgenomen in cel via LDL receptor
- Andere fosfolipiden worden aangemaakt IN de cel zelf: in smooth ER + golgi
- Plaats van aanmaak in ER is van belang!
Aanmaak van fosfolipide aan binnenzijde ER:
fosfolipide zal terechtkomen op de buitenzijde
van het plasmamembraan
Aanmaak van f aan buitenzijde ER: f zal
terechtkomen op de binnenzijde van het
membraan
ASYMMETRIE in lipide compositie tussen extracellulair en intracellulair zijde (leaflet) van membraan
Deze fosfolipiden : aangemaakt aan cytoplasmatische zijde (buitenzijde) van ER dus komen ze op de
binnenzijde van membraan terecht BEHALVE:
PhosphatidylCholine: komt terecht op de buitenzijde van membraan! Hoe kan dit? FLIPASE
PhosphatidylSerine is een belangrijke: want door o.a. de negatieve ladingen van Pserine
weten we wat de binnen en buitenzijde is van het membraan.
Pserine gemaakt aan buitenzijde ER en gebracht naar binnenzijde membraan. Pserine is
negatief geladen: dus binnenzijde van membraan = negatief
Asymmetrie beïnvloedt buiging en vloeibaarheid van membraan:
Buiging: ontstaat doordat de hoofdjes van fosfolipiden verschillen:
- choline en myeline: grotere hoofdjes
- serine en ethanolamine: kleinere hoofdjes
Vloeibaarheid: extracellulaire zijde is stijver dan intracellulaire (negatief geladen)
ASYMMETRIE in fosfolipiden betrokken bij “second messenger” signaal cascades zoals PiP3 aan
intracellulaire zijde:
PIP3 = fosfolipiden die heel belangrijk zijn voor het opwekken van signaal cascades
Signaal cascade dwz cel moet reageren op iets van de buitenzijde: dus die PIP3’s moeten we altijd
terugvinden aan de binenzijde (cytosol leaflet)
Apoptose: wanneer er te weinig ATP (energie) is voor de cel waardoor de asymmetrie in het
membraan van de cel verloren gaat. phosphatidyl-serine gaat naar de buitenzijde en
phagocyterende cellen herkennen dat daardoor en gaan de cel opeten.
5
DELFIEN DHONDT
, CHAPTER 3: CELSTRUCTUUR: CELSIGNALISATIE
2. Geef de algemene mechanismen van cel-cel communicatie en de 4 typen van
receptoren met korte toelichting van ieder type.
3. Geef de algemene structuur van een G-protein gekoppelde receptor en bespreek de
3 belangrijkste ga-protein effector modulatie mechanismen van G-protein
gekoppelde receptors.
CEL COMMUNICATIE
1. Directe cel-cel communicatie
- Gap junctions (kanalen/poriën tussen 2 cellen waardoor die
elektrich/chemisch gekoppeld zijn) elektrisch/chemisch
contact
- Cadherins (adhering junction), tight junctions, extracellulaire
matrix
mechanisch contact
2. Cel-cel communicatie via chemische signalen (“remote
signaling”)
- Endocrien: signaalmoleculen vrijstellen in de bloedbaan
(vb insuline)
- Paracrien: afgave van signaalmoleculen in extracellulaire
ruimte (aan naburige cel) ahv diffusie
(Synaptisch contact is een vb van paracriene signalisatie)
6
DELFIEN DHONDT
fysiopathologie
1
DELFIEN DHONDT
,CHAPTER 3: INLEIDING
1. Inleiding
- In de cel = intracellulaire compartiment = cytoplasma
Buiten de cel = extracellulaire compartiment
- Cel omgeven door celmembraan/plasmamembraan
- Cel omvat verschillende organellen
Nucleus = celkern (bevat DNA)
DNA RNA = transcriptie geknipt tot mRNA dan uit
nucleus via poriën naar cytoplasma om daar afgeschreven te
worden naar proteinen
Ribosomen: m RNA omzetten tot proteinen = translatie
Centriolen: belangrijk bij celdeling
Mitochondrien: belangrijk voor de energieproductie: ATP
ER: Calcium opslagplaats
Ca2+= belangrijke signaalmolecule om een respons op te wekken.
Rough ER (bevat ribosomen): aanmaak transmembraanproteinen
Smooth ER (geen ribosomen): aanmaak lipiden die plasmamembraan gaan opbouwen
Golgi apparaat: eiwitten veranderen (dingen aan toevoegen vb suikergroepen) =
posttranslationele modificaties + controle compartiment: zorgen dat de eiwitten
functioneel zijn. Indien niet-functioneel: proteinen afbreken in:
Endosomen: nemen extracellulair materiaal op (bv vanuit de golgi) (bv ‘slechte’ cholesterol)
Lysosomen: breken endosomaal materiaal af
Peroxisomen: afbreken van lipiden en toxische stoffen
De organellen kunnen wel bewegen maar toch is er een duidelijke structuur door proteineketens=
cytoskelet: (3 belangrijkste proteineketens)
cytoskelet nodig om polarisatie te weeg te brengen
- Actine
- Microtubuli
- Intermediare filamenten
Proteine = keten van aminozuren (bestaan 20 verschillende aminozuren)
Elke proteine kan dus verschillen in opbouw aminozuren en opvouwing: niet polaire aminozuren
vouwen naar binnen (want houden niet van water), polaire houden wel van water (naar buiten
vouwen).
Proteinen worden getransporteerd naar de organellen zodat ze kunnen functioneren.
2
DELFIEN DHONDT
,CHAPTER 3: CELSTRUCTUUR: PLASMAMEMBRAAN
1. Bespreek de asymmetrie in lipiden compositie van het celmembraan inclusief de
werking/rol van cholesterol en onder welke vorm circuleert cholesterol in ons
lichaam
Plasmamembraan = dubbellaag fosfolipieden met
hydrofobe kern
Fosfolipieden= amphipatische moleculen =
hydrofiel/polair hoofdje & hydrofobe/niet polaire
staart hierdoor in staat om waterige milieus te
scheiden (bv extra- en intracellulaire
compartiment)
buitenzijde plasmamembraan: hydrofiel
binnenzijde: hydrofoob & lipofiel
Er bestaan verschillende fosfolipieden; ze verschillen in het hoofdje (lading) en staart (lengte & vorm:
recht of gebogen)
HOOFDJE:
Phosphatidylserine = negatief geladen (want 2 minnetjes en 1 plusje) dwz dat we deze fosfolipiede
meer aan de binnenzijde dan aan de buitenzijde van het membraan zullen terugvinden.
Dus als men zegt: ‘Phosphatidylserine is aangereikt aan de binnenzijde’ dwz dat de
binnenzijde van de cel negatief geladen is.
STAART:
Rechte staart: verzadigd vetzuur
Gebogen staart: onverzadigd vetzuur (te herkennen aan de dubbele binding)
Vorm --> beïnvloed de vloeibaarheid van plasmamembraan
! Plasmamembraan moet vloeibaar blijven; betekent dat die fosfolipiden nog kunnen
bewegen: rotatie, laterale diffusie hoofdjes & flexie van de vetzuurstaarten zijn
mogelijk.
Flip flop bewegingen= als een fosfolipide spontaan van de binnenzijde
naar de buitenzijde gaat of omgekeerd (gebeurt bijna niet want hydrofyl
hoofdje kan energetisch gezien niet/heel moeilijk door die hydrofobe
kern passeren)
dus ook ionen kunnen heel moeilijk passeren door die hydrofobe kern,
vetoplosbare moleculen kunnen dit wel.
Flipase kan wel = fosfolipide mbv eiwitten van buitenste laag naar binnenste brengen
Flopase kan wel = fosfolipide mbv van binnenste laag naar buitenste brengen
We hebben proteinen nodig om fosfolipiden van de ene laag naar de andere te kunnen brengen!
3
DELFIEN DHONDT
,Fosfoliepide compositie bepaalt vloeibaarheid & smelttemperatuur:
- Vetzuurstaarten lang & verzadigd (gestrekt) veel/meer interactie met elkaar dichte
packing vast hogere transitietemp.
Vb. Dierlijke vetten zoals boter of frituurvet (=oorspronkelijk vast: gaan opwarmen om
vloeibaar te maken)
- Vetzuurstaarten kort & onverzadigd (gebogen) minder interactieoppervlak zwakke
packing vloeibaarder lagere transitietemp
(want we moeten niet te hard opwarmen om de vetten vloeibaar te maken)
Vb: plantaardige olien hebben meer onverzadigde vetzuurstaarten dus lagere transitietem
(vandaar dat de olien bij kamertemp vloeibaar zijn)
Gevolg (nadeel) van zwakke packing is dat the membraan scheuren/gaten vertoont en dus meer
permeabel is
Transitietemperatuur = de temp. waar we van de de vaste ‘gel’ fase naar de vloeibare ‘sol’ fase gaan.
CHOLESTEROL
- Bestaat uit hydrofoob staartje, rigide steroïde ringstructuur & klein
hoofdje
- talrijk aanwezig tussen de fosfolipiden in ons plasmamembraan
- invloed op vloeibaarheid plasmamembraan:
De vetzuurstaart van cholesterol is veel korter dan die van de fosfolipiden waardoor we meer
ruimte creëren tussen de 2 fosfolipidestaarten waar hij tussen staat:
Grotere afstand = minder interactie = vloeibaarder membraan
Het hoofdje van cholesterol kan door de niet flexibele ringstructuur minder gaan
bewegen/roteren waardoor de buitenste en de binnenste zijde stijver, minder vloeibaar worden
Dubbele functie cholesterol:
1) plasmamembraan-kern vloeibaar houden (belangrijk voor functiemembraanproteinen)
2) binnenste en buitenste zijde stijver maken (want te vloeibaar zou zorgen dat er iets kan
doorlekken)
Teveel cholesterol: niet goed: te vloeibaar: doorlekken
Te weinig: ook niet goed
- Cholesterol kan makkelijker en zonder hulp de flip-flop bewegingen maken dankzij kleiner
polair hoofdje Hierdoor grofweg zelfde concentratie cholesterol in buitenste en binnenste
lipiede laag van plasmamembraan.
Onder welke vorm komt Cholesterol voor in ons lichaam:
Cholesterol: is vetoplosbaar/ moeilijk wateroplosbaar (lipofiel) en kan dus niet vrij circuleren in het
bloed: dus komt voor in complexen (soort vetbolletjes): VLDL, LDL, HDL
4
DELFIEN DHONDT
,LDL= Low density lipoproteins
LDL brengt cholesterol van de lever naar de cellen via LDL receptor op de cel (endocytose)
= ‘slechte’ chol want ze leveren chol toe naar de cellen
HDL= High density lipoproteins
HDL brengt cholesterol terug weg van de cellen naar de lever = ‘goede’ chol
AANMAAK FOSLFOLIEPIDEN:
- Cholesterol voornamelijk aangemaakt in lever en opgenomen in cel via LDL receptor
- Andere fosfolipiden worden aangemaakt IN de cel zelf: in smooth ER + golgi
- Plaats van aanmaak in ER is van belang!
Aanmaak van fosfolipide aan binnenzijde ER:
fosfolipide zal terechtkomen op de buitenzijde
van het plasmamembraan
Aanmaak van f aan buitenzijde ER: f zal
terechtkomen op de binnenzijde van het
membraan
ASYMMETRIE in lipide compositie tussen extracellulair en intracellulair zijde (leaflet) van membraan
Deze fosfolipiden : aangemaakt aan cytoplasmatische zijde (buitenzijde) van ER dus komen ze op de
binnenzijde van membraan terecht BEHALVE:
PhosphatidylCholine: komt terecht op de buitenzijde van membraan! Hoe kan dit? FLIPASE
PhosphatidylSerine is een belangrijke: want door o.a. de negatieve ladingen van Pserine
weten we wat de binnen en buitenzijde is van het membraan.
Pserine gemaakt aan buitenzijde ER en gebracht naar binnenzijde membraan. Pserine is
negatief geladen: dus binnenzijde van membraan = negatief
Asymmetrie beïnvloedt buiging en vloeibaarheid van membraan:
Buiging: ontstaat doordat de hoofdjes van fosfolipiden verschillen:
- choline en myeline: grotere hoofdjes
- serine en ethanolamine: kleinere hoofdjes
Vloeibaarheid: extracellulaire zijde is stijver dan intracellulaire (negatief geladen)
ASYMMETRIE in fosfolipiden betrokken bij “second messenger” signaal cascades zoals PiP3 aan
intracellulaire zijde:
PIP3 = fosfolipiden die heel belangrijk zijn voor het opwekken van signaal cascades
Signaal cascade dwz cel moet reageren op iets van de buitenzijde: dus die PIP3’s moeten we altijd
terugvinden aan de binenzijde (cytosol leaflet)
Apoptose: wanneer er te weinig ATP (energie) is voor de cel waardoor de asymmetrie in het
membraan van de cel verloren gaat. phosphatidyl-serine gaat naar de buitenzijde en
phagocyterende cellen herkennen dat daardoor en gaan de cel opeten.
5
DELFIEN DHONDT
, CHAPTER 3: CELSTRUCTUUR: CELSIGNALISATIE
2. Geef de algemene mechanismen van cel-cel communicatie en de 4 typen van
receptoren met korte toelichting van ieder type.
3. Geef de algemene structuur van een G-protein gekoppelde receptor en bespreek de
3 belangrijkste ga-protein effector modulatie mechanismen van G-protein
gekoppelde receptors.
CEL COMMUNICATIE
1. Directe cel-cel communicatie
- Gap junctions (kanalen/poriën tussen 2 cellen waardoor die
elektrich/chemisch gekoppeld zijn) elektrisch/chemisch
contact
- Cadherins (adhering junction), tight junctions, extracellulaire
matrix
mechanisch contact
2. Cel-cel communicatie via chemische signalen (“remote
signaling”)
- Endocrien: signaalmoleculen vrijstellen in de bloedbaan
(vb insuline)
- Paracrien: afgave van signaalmoleculen in extracellulaire
ruimte (aan naburige cel) ahv diffusie
(Synaptisch contact is een vb van paracriene signalisatie)
6
DELFIEN DHONDT
