Samenvatting fysiopathologie (geslaagd in 1e zit)

Professor Alain Labro


Bespreek de asymmetrie in lipiden compositie van het celmembraan inclusief de werking/rol van
cholesterol en onder welke vorm circuleert cholesterol in ons lichaam?

- Er is asymmetrie in lipiden compositie tussen de extracellulaire en de intracellulaire zijde
van het celmembraan. Het verschil hangt af van de plaats waar ze gesynthetiseerd zijn.
- Asymmetrie ontstaat tijdens de biosynthese in het endoplasmatisch reticulum en Golgi-
apparaat  flippase
- Alle fosfolipiden die in de cytoplasmatische zijde endoplasmatisch reticulum worden
aangemaakt  moeten naar binnen wijzen
Alle fosfolipiden die in het lumen worden aangemaakt  moeten naar buiten wijzen
- Asymmetrie beïnvloedt de buiging (curvature) en vloeibaarheid van het membraan
(extracellulaire zijde is stijven dan intracellulaire zijde) + de intracellulaire zijde is negatief
geladen t.o.v. de extracellulaire zijde => vloeibaarheid en buiging bepalen asymmetrie
- Bij celdood verliest de cel zijn asymmetrie door te weinig energie (ATP)
- Cholesterol is de belangrijkste lipide dat de vloeibaarheid van het plasmamembraan
bepaalt! Essentieel, want het plasmamembraan moet vloeibaar blijven.
- Hoofdje = hydrofiel en polair
- Staart = hydrofoob en apolair  hoe korter, hoe vloeibaarder
- Cholesterol zorgt ervoor dat de ringstructuur stijver wordt waardoor de buitenzijde zal
versterken en de binnenzijde vloeibaar zal worden
- Lage hoeveelheid cholesterol  membraan wordt stijver t.h.v. polaire hoofdje waardoor
membraan minder permeabel is + cholesterol verbreekt de interactie tussen de lipide
staarten waardoor de kern van het membraan vloeibaar blijft (belangrijk voor functie van
membraanproteïnen)
- Hoge hoeveelheid cholesterol  vloeibaarheid neemt toe en beïnvloedt de werking van
membraanproteïnen
- In tegenstelling tot fosfolipiden: cholesterol flip-flops makkelijk overheen membraan 
dezelfde cholesterol concentratie in buitensten en binnenste laaf (leaflet)  er is geen ATP
voor nodig
- Cholesterol is lipofiel en dus niet goed wateroplosbaar, komt in het bloed dus in
complexen/vesikels voor
1) VLDL: very low density lipoprotein
2) LDL: low density lipoprotein
3) HDL: high density lipoprotein
- Opname van cholesterol in cellen via LDL receptor gemedieerde endocytose. Teveel
cholesterol? HDL neemt deze op om opnieuw naar de lever te brengen




1

,Professor Alain Labro


Geef de algemene mechanismen van cel-cel communicatie en de 4 typen van receptoren met korte
toelichting van ieder type.

- Er zijn 2 soorten mechanismen
1) Directe cel-cel communicatie
 Gap junctions ( ~ kanaal poriën)  elektrochemisch – kanaal tussen 2 cellen waardoor
die cellen chemisch en elektrisch gekoppeld zijn
 Mechanisch tussen 2 cellen (cadherins (adhering junction = aanhangen) tight
junctions, extracellulaire matrix)
2) Cel-cel communicatie via chemische signalen
 Endocrien: hormoon dat wordt aangemaakt in endocriene klier en ia bloedbaan naar
doelorgaan/cellen getransporteerd
 Synaptisch: neurotransmitter, transmissie actiepotentiaal via axon
 Paracrien/autocrien: lokaal
o Autocrien = iets vrijgeven en zichzelf versterken
- 2 klassen en 4 typen van receptoren
1) Klasse 1: Ionotrope receptoren = vormen kanaal/poriën in ons membraan om een weg te
maken
2) Klasse 2: Metabole receptoren = metabolische reactie – activatie van proteïnen die
zorgen voor metabolische signaalcascade in cel
1) Type 1: Ligand geactiveerde kanalen
 Ionotroop
 Gecontroleerd open/sluiten van ionenkanaal door:
o Moleculen/liganden (vb. neurotransmitters)
o Verandering in membraanpotentiaal
o Mechanische stimulatie/membraan stijfheid
2) Type 2: G-proteïne gekoppelde receptoren
 Metabool
 Via second messengers wordt activiteit van ionenkanalen/enzymen (transcriptie
factoren) gewijzigd  ligand bindt extracellulair waardoor G-proteïne wordt
geactiveerd en intracellulair gaat binden
 G-proteïne bestaat uit: α, β, γ
 7 transmembraan segmenten  tussen 5 en 6 binding G-proteïne
3) Type 3: Katalytische receptoren
 Metabool
 = bezitten enzymatische capaciteit
 5 klassen
1. Guanylyl cyclase
2. Serine-threonine klasse
3. Tyrosine kinase
4. Tyrosine kinase geassocieerde receptoren
5. Receptor tyrosine fosfatase
4) Type 4: Intracellulaire receptoren
 Metabool
 Voor hydrofobe/membraan permeabele moleculen
 Stikstofdioxide gaat door membraan, gaat binden en stimuleert guanylyl cyclase om
CGMP te produceren (GTP  CGMP)
 Deze receptoren zijn ook betrokken bij gentranscriptie

2

,Professor Alain Labro


Geef de algemene structuur van een G-proteïne gekoppelde receptor en bespreek de 3 belangrijkste
Gα-proteïne effector modulatie mechanismen van G-proteïne gekoppelde receptoren.

- Via second messengers wordt de activiteit van ionenkanalen, enzymen, transcriptie
factoren,… gewijzigd  ligand bindt extracellulair waardoor de G-proteïne wordt
geactiveerd en intracellulair gaat binden
- G-proteïne bestaat uit: α, β, γ
- 7 transmembraan segmenten  tussen 5 en 6 binding G-proteïne
- 3 belangrijkste effector (second messenger) modulatie mechanismen van Gα-proteïne
1) Moduleren van adenylyl cyclase activiteit (cAMP concentratie)
 Adenylyl cyclase zet ATP om in cAMP. De concentratie van cAMP verandert in de cel en
beïnvloedt
o De modulatie van kanaal/receptor activiteit
o Activatie van kinase, zoals PKA (kinases gaan proteïnen fosfolyseren, dus die
activiteit van proteïnen wordt bepaald door kinase)
2) Fosfolipase (afbraak van fosfolipiden)
 Fosfolipase afbraakproducten, zijn “effectors”
o Modulatie kanaal/receptor activiteit
o Calciumconcentratie
o Activatie proteïne kinases
3) Fosfodiësterase (uitbraak van cGMP)
 Modulatie kanaal/receptor activiteit (vb. foton receptie in oog)
 Activatie proteïne kinases




3

, Professor Alain Labro


Bespreek simpele diffusie overheen plasmamembraan en de elektrochemische drijvende kracht voor
geladen moleculen (inclusief Nernst vergelijking).

- Simpele diffusie
 Px * ([X]0 – [X]i)
 Mogelijk zonder proteïne
 Molecule gaat van hoge naar lage concentratie (= wet van Flick)
 De permeabiliteitsfactor bepaalt hoe goed moleculen door het membraan gaan  flux
(Jx) = permeabiliteitsfactor x concentratiegradiënt (molecule buiten cel – molecule
binnen cel)
 Hoe stijver de curve, hoe meer permeabel
 Polaire moleculen, ionen (H+, Na+,…)  lage permeabiliteit
 Sucrose, glucose (grote moleculen)  gaat niet goed door
 Hydrofobe moleculen (vb. NO)  gaan makkelijk door
- Gefaciliteerd transport
 Drijvende kracht vs. elektrochemische gradiënt
o Δ gradiënt = chemisch gradiënt + elektrisch gradiënt
 Vb. Na+: veel Na buiten de cel, weinig binnen de cel  Na wil naar binnen (chemische
kracht)  memebraanpotentiaal gaat veranderen: negatieve ladingen trekken
positieve ladingen aan (elektrische kracht-
o Er zijn dus 2 spelers: concentratiegradiënt en memebraanpotentiaal
= chemische + elektrische kracht ( versterking  flux neemt toe
 Poriën  staan altijd open
 Kanalen  openen/sluiten door stimulus
 Carriers  nooit volledig open, door cyclus
- Op een bepaald moment gaat de elektrische kracht de chemische kracht tegenwerken,
waardoor er een evenwicht ontstaat. Dus het punt waar de chemische kracht = elektrische
kracht; er is een balans = Nernst vergelijking. Dat punt waar we in evenwicht zitten kan
berekend worden:




 Vin: membraanpotentiaal
 R: gasconstante
 T: temperatuur in Kelvin
 z: lading ion
 In: logaritme
 [X]out: concentratie buiten de cel
 [X]in : concentratie binnen de cel




Bespreek kort primair-actief transport, gefaciliteerd transport en secundair-actief transport. Geef de
Na/K-ATPase pomp, de glucose transporten en de Na-glucose transporter als voorbeeld.

4