samenvatting cellulaire fysiologie

HOOFDSTUK 2: MEMBRAAN STRUCTUUR

Membraan = dubbele fosfolipide laag
eiwitten moeten vrij kunnen bewegen & vervormen  vloeibaar zijn

BELANG VAN MEMBRANEN

- Noodzakelijk vr vorming & in stand houding van cellen
Fysieke barrière: cytoplasma van externe milieu scheiden
- Gedraagt als doorlaatbaarheidsbarrière vr sommige stoffen
 onderhouden verschillen tss interne & externe omgeving
o Ionen kunnen door membraan transporteren dmv specifieke proteïnen
- Noodzakelijk vr vorming interne organellen met specifieke functies
o Bv mitochondriën: ATP productie
endoplasmatisch reticulum: proteïnen vouwing
nucleus: gen transcriptie
- Zorgt dat cel snel & slectief kan reageren op specifieke veranderingen in omgeving dmv receptor
eiwitten op celoppervlak
o Vesikels kunnen snel fuseren met buitenkant cel & stoffen snel afgeven
mogelijkheid snel signalen nr andere cellen te sturen

FYSIOLOGISCHE VOORBEELDEN MEMBRAAN DYNAMIEK

- Mastcel degranulatie (afscheiding)  dramatische maar voorbijgaande toename in
membraanoppervlakte
o Kunnen geactiveerd worden dr bv allergenen
geven snel stoffen af vr bv doorbloeding  ontstekingsmediatoren
o Degranulatie gebeurt snel, kunnen andere cellen activeren
- Neurotransmitter vrijgelaten bij synaps op 2 manieren
o Kiss-and-run & Volledige fusie
fusie kleine vesikels met celmembraan
o Synaps = contactpunten tussen cellen

CELMEMBRAAN COMPONENTEN

- Diverse fosfolipiden & eiwitten


FOSFOLIPIDEN = PL
- Amfipatisch  hydrofiel hoofd & hydrofobe vetzuurstaart
o Hoofd omringd door watermoleculen (polair)
hoofd = glycerol-fosfaaat-choline verbinding
- Hoofd kan positief of negatief geladen zijn  bepaalt eigenschappen
- Fosfolipide membraan vormt in waterig milieu micellen of dubbellaag WANT amfipatisch
o Spontane opvouwing / regeneratie WANT energetisch betere vorm
- Verschillen in hydrofiel hoofd & lipofiele staart (tss 14-24 C)
- Mogelijk om suikergroepen te binden  cellen signaleren
- Vetzuurstaart verzadigd of onverzadigd  beïnvloed vloeibaarheid, structuur & dikte membraan
o Dierlijke cellen meestal 1verzadigde & 1onverzadigde vetzuurstaart

,VLOEIBAARHEID
- gevolg van spontane beweging fosfolipiden in laag in 3 verschillende richtingen
o Lateraal diffusie, flexie & rotatie
o Diffusie snelheid = 10−8 cm 2 /s
snelheid rotaite & flexie = senl
- niet spontane beweging fosfolipiden = flip-flop (zelden)
o flippase & floppase = ATP consumerende lipide translocatie
o draagt niet bij tot vloeibaarheid membraan
- lipide compositie bepaalt vloeibaarheid & smelt temperatuur = transitie temperatuur = Tm
o kort & onverzadigd: lage Tm  heel vloeibare laag WANT zwakke interacties
lange & verzadigde keten: hoge Tm
o lange vetzuur ketens: sterke interactie  dichte pakking  vast
o GEVOLG zwakker interacties: zwakke pakking  membraan vertoont scheuren/gaten 
meer permeabel WANT hebben minder interactie punten


CHOLESTEROL
- Beïnvloedt vloeibaarheid net zoals andere membraancomponenten
- Weinig cholesterol  stijfheid verhoogde bij polaire hoofdjes  membraan minder doorlaatbaar &
voorkomen kristallisatie vetzuurstaarten
- Veel cholesterol  veel moleculen tss fosfolipiden  vloeibaarheid verhoogd
WANT belet staart-staart interactie
- Kleiner dan fosfolipiden
polaire hoofdjes richting water georiënteerd & hydrofobe staart naar kern laag
- Invloed op dikte lipide laag & invloed hoe makkelijk stoffen diffunderen door membraan
- Makkelijkere flip-flop in tegenstelling tot fosfolipiden
 zelfde cholesterol concentratie in buitenste & binnenste lipide laag
- Niet goed wateroplosbaar = lipofiel  vormt complexen in bloed: VLDL, LDL, HDL
- Pathologie: hypercholesterolemie
o te veel cholesterol in bloed, erfelijke aandoening
o Risico’s: coronaire hartaandoeningen, plaques in bloedvaten = artherosclerose

ASYMMETRIE CELMEMBRAAN

3 belangrijke aspecten: inbedding, buiging & signalisatie

- Asymmetrie ontstaat dr lipidenscheiding tijdens biosynthese in ER/golgi
- Lipide gemaakt aan cytosol zijde ER  aan cytosol zijde membraan (binnenkant)
lipide gemaakt aan exoplasmatische zijde golgi  aan extracellulaire zijde membraan
o UITZONDERING: fosfatidylcholine gemaakt ER maar extracellulair gelegen
- Polaire hoofdjes soms geladen  binnenkant (cytosol) vaak negatiever
- Belangrijk vr hoe eiwitten zich oriënteren in lipide laag
- Transmembraan transport: ER  eiwitten voor secretie & transmembraan proteïnen
o Transmembraan eiwitten verplaatsen niet volledig  blijven in membraan zitten
niet voor cytosol eiwitten
- Translated-translocation = ribosomen verplaatsen nr plaats waar eiwit nodig is tijdens vorming eiwit
- Belangrijk vr buiging & vloeibaarheid membraan  extracellulair stijver dan intracellulair
o Intracellulair negatiever dan extracellulaire zijde

, - Belangrijk vr signalisatie  asymmetrie in fosfolipiden betrokken bij second messenger signaal
cascade
o bv PIP2 aan intracellulaire zijde zorgt vr opwekken cel-respons op verankerde extracellulaire
stimuli
- Apoptosis: te weinig ATP DUS verlies asymmetrie
o fosfatidylserine in extracellulaire zijde receptor is vr fagocytose  normaal intracellulair
gelegen

MICRODOMEINEN

- bevat hoge concentratie aan cholesterol & sfingolipiden
 laterale asymmetrie
- dikker dan rest membraan, fosfolipiden interacties tss beide zijden & ophoping membraanproteïnen
- lipid rafts = microdomein in plasmamembraan met verschillende samenstelling
o beïnvloeden lokale vloeibaarheid & membraaneigenschappen bv stijfheid & rek &
concentratie second messenger bv PIP2 / PIP3  rol in signaaltransductie

MEMBRAANPROTEÏNEN

= associatie eiwitten met lipide dubbellaag

- diverse functies
- eiwitten vormen 25-75% van membraan massa
- interageren op verschillende manieren
o transmembraaneiwitten, poriën, verankeren
via 1 kan verbonden, verbinden met andere transmembraaneiwitten
o Indirect: perifere gebonden aan integrale membraan proteïnen
- zijn mobiel, vloeibaar  belangrijk vr beweging eiwit
- membraaneiwitten muiscel & humaancel laten fuseren & fluoresceren
o start: muiscellen linkerkant & mensencellen rechterkant
na tijd vermengt fluorescentie  egale verspreiding eiwitten over hele cel
- FRAP = fluorescent recovery after fotobleaching
o Laser maakt fluorescentie molecule lokaal kapot  kijken wnr fluorescentie terug komt


STRUCTURELE SPECIALISATIES
- Cytoskelet geeft structuur aan cel & kan eiwitten vasthechten  mechanische versterking
- restrictie laterale mobiliteit membraan proteïnen
o dr intra membraan associatie, extracellulaire / intracellulaire crosslinking, cel-cel interacties &
tight junction

AANDOENINGEN IVM VERSTOORDE EIWITLOKALISATIE

- plasmamembraan Ca2+ kanalen in regelmatig patroon gerangschikt in gezonde hartspiercel
bij hartfalen niet meer geval  minder georganiseerd
- plaatsing kanalen belangrijk vr normale werking cellen
 aanwezigheid niet voldoende
o verkeerde locatie leidt tot ziektes

, HOOFDSTUK 3: SIGNAALTRANSDUCTIE

DIRECTE CEL-CEL COMMUNICATIE

Gap junctions ~kanaal poriën

- hemiconnexon = 6 connexines van naburige cellen assembrleren in connexon
- kunnen porie vormen

Tight junctions = cadherins = adhering junction

- openen/sluiten gereguleerd door pH, Ca2+, cAMP
- veel connexonen samen in gap junction
- chemisch contact: moleculen tot 1200Da zijn permeabel  kleine moleculen
elektrisch contact: intercellulaire porie met lage weerstand

CEL-CEL COMMUNICATIE VIA CHEMISCHE SIGNALEN


HOE: 3 MANIEREN
Endocrien

- in bloedbaan afgeven bv insuline
- communicatie op afstand

paracrien

- cellen dicht bij elkaar
- Bv neuromusculaire junctie: zenuwcel-spiercel
o Neurotransmitter vrijgegeven bij synaps dmv exocytose
 tijdelijk aanwezig
 Neurotransmitter = acetylcholine
o Endocytose (heropname) neurotransmitter
o Afbraak neurotransmitter dr enzymen in synaptsiche spleet
OF geïmmobiliseerd dr extracellulaire matrix

autocrien

- cellen reguleren zichzelf
 kijken hoeveel stof ze al hebben afgegeven


TYPES CHEMISCHE SIGNALEN
Amines: epinephrine = adrenaline; acetylcholine, …
Peptiden/proteïnen: insuline, angiotensin 2, …
Steroide hormonen: oestrogeen, cortisol, vitamine D, …
Eicosanoid: afgeleid van arachidonic acid bv prostaglandine
Kleine moleculen: gassen CO2, NO, amino-acids, nucleoitden, ionen (Ca2+)
temperatuur, licht, membraan stijfheid, spanning



Herkenning & ligand-receptor binding