Samenvatting Celfysiologie
TRANSPORT DEEL I: WATER, IONEN, MEMBRANEN,
KANALEN EN TRANSPORTERS
Vloeistofcompartimenten en hun samenstelling
42 L lichaamsvocht (TBW – bij de man) bestaat uit: plasmamembraan
• 25 L (60%) intracellulair vocht (ICF)
• 17 L (40%) extracellulair vocht (ECF), bestaat uit:
o 3 L (20%) bloedplasma
→ De rest van het bloed (hematocriet: erythrocyten, leukocyten, bloedplaatjes)
neemt ook 3 L in beslag. Samen vormt het intravasculaire deel van 6 L
o 13 L (75%) interstitieel vocht:
= het vocht tussen de niet-bloedcellen van het lichaam
Cédric Bauters Biomedische Wetenschappen Celfysiologie
, Bestaat uit:
➢ 8 L vocht ‘bulk’ (= grootste deel)
➢ 3 L vocht in dens bindweefsel
➢ 2 L vocht in botmatrix
o 1 L (5%) transcellulair vocht:
→ volledig omsloten door epitheliale cellen
De osmolaliteit (concentratie aan osmotisch werkzame stoffen per kilogram oplossing) is
ongeveer gelijk in alle compartimenten, er is altijd een evenwicht in de Na-K-concentraties
over de plasmamembraan → belangrijk: geen waterverplaatsing!
Buiten de cel in rust is zijn er veel Ca2+-ionen aanwezig → stromen naar binnen voor oa.
spiercontractie te induceren
Transmembranaire flux van ionen
Vm = transmembranaire potentiaal = ± -70 mV = Vi – Vo → binnenzijde negatief
De elektrochemische gradiënten waardoor er ionenflux ontstaat, bestaan uit 2 factoren:
• De chemische gradiënten o.b.v. concentratie aan opgeloste stoffen [X]
• De elektrische gradiënten o.b.v. ladingen, die zorgen voor potentiaal Ψ
De ionen bewegen altijd stroomafwaarts (van hoog naar laag)
De netto flux = het verschil tussen de unidirectionele flux van buiten naar binnen (influx) en
van binnen naar buiten (efflux)
Cédric Bauters Biomedische Wetenschappen Celfysiologie
,Energetische beschouwingen bij de beweging van moleculen doorheen
membranen
C
ΔG = verandering in vrije energie = ΔGc – ΔGm = RT ln C i + zFVm
o
ΔG < 0: reactie gaat spontaan op (netto influx)
ΔG > 0: omgekeerde reactie gaat op (netto efflux)
ΔG = 0: reactie is in evenwicht (netto geen flux)
Evenwichtspotentiaal voor ionen = membraanpotentiaal waarvoor geldt dat ΔG = 0
RT [X ]
→ EX = - zF ln [X i ] = Nernst-vergelijking
o
Drijvende kracht: in welke richting en met welke kracht een bepaalde stof zich gaat
verplaatsen (ionenflux) → bepaald door spanning over de membraan en concentratiegradiënt
ΔGX
→ = V m – EX
zX F
Ezelsbruggetje voor influxen en effluxen van kationen en anionen:
ΔGX
• GEK: is Groter dan 0 => Efflux van Kationen (en influx van anionen)
zX F
ΔGX
• KIK: is Kleiner dan 0 => Influx van Kationen (en efflux van anionen)
zX F
Oefeningen → slides (18-19-23)
Diffusie
De fosfolipide-dubbellaag is alleen permeabel voor gassen (CO2, O2, N2, …) en kleine,
ongeladen en polaire moleculen (H2O, ethanol, ureum, …). Dit gebeurt via passief transport:
diffusie.
Opbouw gradiënten → ATP-gedreven pompen (ATPasen)
Verbruik gradiënten → gefaciliteerde diffusie (met gradiënt mee)
Cédric Bauters Biomedische Wetenschappen Celfysiologie
, Gefaciliteerde diffusie is de diffusie van moleculen en ionen die te groot of geladen zijn voor
passief transport. Het is passief transport.
A: poriën → geen schakelmechanisme
Voorbeelden van poriën:
• Aquaporines: voor water
• Perforines: worden ingebouwd in de target-cel van cytotoxische T-cellen om zo een
dodelijke stof over te brengen die de cel zal laten sterven via wegstroming van ionen
en caspase-pathways
B: kanalen → schakelmechanisme
C: uniporters → conformatieverandering
→ vergelijking van de snelheid waarmee ze werken
Cédric Bauters Biomedische Wetenschappen Celfysiologie
TRANSPORT DEEL I: WATER, IONEN, MEMBRANEN,
KANALEN EN TRANSPORTERS
Vloeistofcompartimenten en hun samenstelling
42 L lichaamsvocht (TBW – bij de man) bestaat uit: plasmamembraan
• 25 L (60%) intracellulair vocht (ICF)
• 17 L (40%) extracellulair vocht (ECF), bestaat uit:
o 3 L (20%) bloedplasma
→ De rest van het bloed (hematocriet: erythrocyten, leukocyten, bloedplaatjes)
neemt ook 3 L in beslag. Samen vormt het intravasculaire deel van 6 L
o 13 L (75%) interstitieel vocht:
= het vocht tussen de niet-bloedcellen van het lichaam
Cédric Bauters Biomedische Wetenschappen Celfysiologie
, Bestaat uit:
➢ 8 L vocht ‘bulk’ (= grootste deel)
➢ 3 L vocht in dens bindweefsel
➢ 2 L vocht in botmatrix
o 1 L (5%) transcellulair vocht:
→ volledig omsloten door epitheliale cellen
De osmolaliteit (concentratie aan osmotisch werkzame stoffen per kilogram oplossing) is
ongeveer gelijk in alle compartimenten, er is altijd een evenwicht in de Na-K-concentraties
over de plasmamembraan → belangrijk: geen waterverplaatsing!
Buiten de cel in rust is zijn er veel Ca2+-ionen aanwezig → stromen naar binnen voor oa.
spiercontractie te induceren
Transmembranaire flux van ionen
Vm = transmembranaire potentiaal = ± -70 mV = Vi – Vo → binnenzijde negatief
De elektrochemische gradiënten waardoor er ionenflux ontstaat, bestaan uit 2 factoren:
• De chemische gradiënten o.b.v. concentratie aan opgeloste stoffen [X]
• De elektrische gradiënten o.b.v. ladingen, die zorgen voor potentiaal Ψ
De ionen bewegen altijd stroomafwaarts (van hoog naar laag)
De netto flux = het verschil tussen de unidirectionele flux van buiten naar binnen (influx) en
van binnen naar buiten (efflux)
Cédric Bauters Biomedische Wetenschappen Celfysiologie
,Energetische beschouwingen bij de beweging van moleculen doorheen
membranen
C
ΔG = verandering in vrije energie = ΔGc – ΔGm = RT ln C i + zFVm
o
ΔG < 0: reactie gaat spontaan op (netto influx)
ΔG > 0: omgekeerde reactie gaat op (netto efflux)
ΔG = 0: reactie is in evenwicht (netto geen flux)
Evenwichtspotentiaal voor ionen = membraanpotentiaal waarvoor geldt dat ΔG = 0
RT [X ]
→ EX = - zF ln [X i ] = Nernst-vergelijking
o
Drijvende kracht: in welke richting en met welke kracht een bepaalde stof zich gaat
verplaatsen (ionenflux) → bepaald door spanning over de membraan en concentratiegradiënt
ΔGX
→ = V m – EX
zX F
Ezelsbruggetje voor influxen en effluxen van kationen en anionen:
ΔGX
• GEK: is Groter dan 0 => Efflux van Kationen (en influx van anionen)
zX F
ΔGX
• KIK: is Kleiner dan 0 => Influx van Kationen (en efflux van anionen)
zX F
Oefeningen → slides (18-19-23)
Diffusie
De fosfolipide-dubbellaag is alleen permeabel voor gassen (CO2, O2, N2, …) en kleine,
ongeladen en polaire moleculen (H2O, ethanol, ureum, …). Dit gebeurt via passief transport:
diffusie.
Opbouw gradiënten → ATP-gedreven pompen (ATPasen)
Verbruik gradiënten → gefaciliteerde diffusie (met gradiënt mee)
Cédric Bauters Biomedische Wetenschappen Celfysiologie
, Gefaciliteerde diffusie is de diffusie van moleculen en ionen die te groot of geladen zijn voor
passief transport. Het is passief transport.
A: poriën → geen schakelmechanisme
Voorbeelden van poriën:
• Aquaporines: voor water
• Perforines: worden ingebouwd in de target-cel van cytotoxische T-cellen om zo een
dodelijke stof over te brengen die de cel zal laten sterven via wegstroming van ionen
en caspase-pathways
B: kanalen → schakelmechanisme
C: uniporters → conformatieverandering
→ vergelijking van de snelheid waarmee ze werken
Cédric Bauters Biomedische Wetenschappen Celfysiologie
