Hoofdstuk 12: Principes van
membraantransport
Inhoudsopgave
H12a ................................................................................................................................................................. 3
Centrale vraagstelling H12a .............................................................................................................................. 3
12a.1 Principes van membraantransport ......................................................................................................... 3
12a.1.1. De ionenconcentratie verschilt sterk binnen en buiten de cel .............................................................. 3
12a.1.2. Lipiden dubbellaag is niet permeabel voor ionen en opgeloste stoffen ............................................... 5
12a.1.3. Twee soorten membraantransport eiwitten: transporters en kanalen ................................................ 5
12a.2 Carrierproteïnen en hun functie ............................................................................................................. 6
12a.2.1. De electrochemische gradiënt .............................................................................................................. 6
12a.2.1b. Passief en actief transport ............................................................................................................. 7
12a.2.2. TYPE1: Carriers in GEFACILITEERDE DIFFUSIE = passief transport ........................................................ 9
12a.2.3. TYPE2: Carriers in PRIMAIR ACTIEF TRANSPORT = pompen ............................................................... 12
12a.2.4. TYPE3: Carriers in SECUNDAIR ACTIEF TRANSPORT = gekoppeld transport ...................................... 23
H12b .............................................................................................................................................................. 32
Centrale vraagstelling H12b ........................................................................................................................... 32
12b.3 Ionenkanalen en membraanpotentiaal ................................................................................................ 32
12b.3.1. Ionenkanalen zijn ionen-selectief en worden geregeld door poortjes ................................................ 32
12b.3.2. Ionenkanalen schommelen tussen de open en gesloten toestand ad random................................... 36
12b.3.3. Drie soorten stimuli die het openen en sluiten van ionenkanalen beïnvloeden ................................. 38
12b.3.4. Eerste type ionenkanalen: stress-gestuurde ionenkanalen (1)........................................................... 38
12b.3.5. Tweede type ionenkanalen: spanningsgevoelige ionenkanalen (2) ................................................... 41
12b.3.6. Derde type ionenkanalen: ligand-gestuurde ionenkanalen................................................................ 43
12b.3.7. De membraanpotentiaal .................................................................................................................... 45
12b.4 Ionenkanalen en signaaloverdracht ...................................................................................................... 49
12b.4.1. De electrochemische gradiënt is een vorm van potentiële energie .................................................... 50
Hydrodynamisch stroom-spanningsmodel .................................................................................................. 50
12b.4.2. De drijvende kracht bepaalt de sterkte van elektrische stroom over de PM in prikkelbare cellen ..... 51
Membraanpotentiaal en evenwichtspotentialen: ....................................................................................... 52
Wat is het onderliggende principe van het actiepotentiaal? ...................................................................... 53
Actiepotentialen zijn het gevolg van veranderingen van de ionenconductanties ...................................... 55
12b.4.3. De actiepotentiaal maakt lange afstandscommunicatie mogelijk: spanningsgevoelige ionenkanalen
.......................................................................................................................................................................... 55
1
, Ontstaan van het actiepotentiaal ................................................................................................................ 56
Het actiepotentiaal ...................................................................................................................................... 56
Enkele verschillende vormen van actiepotentialen..................................................................................... 56
12b.4.4. De geleiding van actiepotentialen ...................................................................................................... 61
Kortsluitstromen en lengteconstante in zenuwcellen ................................................................................. 62
Vorming en structuur van de myelineschede (MS) in het perifeer zenuwstelsel ........................................ 64
12b.4.5. Prikkeloverdracht in de synaps: ligand gestuurde ionenkanalen ....................................................... 65
12b.4.6. De neuromusculaire synaps/junctie ................................................................................................... 66
12b.4.7. De centrale synaps ............................................................................................................................. 73
Geheugen en long-term-potentiation in de hippocampus (1) .................................................................... 83
Geheugen en long-term-potentiation in de hippocampus (2) .................................................................... 84
Geheugen en long-term-potentiation in de hippocampus (3) .................................................................... 84
Verschillende celtypes = Ander set ionenkanalen ....................................................................................... 85
H12: Membraantransport en kine .................................................................................................................. 86
H12B: Elektrische fenomenen en kine .............................................................................................................. 86
H12A: Belangrijke concepten ........................................................................................................................... 87
H12B: Belangrijke concepten............................................................................................................................ 87
H12A: Belangrijke begrippen ............................................................................................................................ 88
H12B: Belangrijke begrippen ............................................................................................................................ 89
Hoe laat het celmembraan volgende functies toe?
1) Informatie ontvangen
2) Moleculen exporteren en importeren
3) Bewegen
2
,H12a
Centrale vraagstelling H12a
• Hoe worden stofjes door een membraan getransporteerd?
• Welke types van membraantransport zijn er en wat is hun rol?
• Met welke energie kan een cel membraantransport uitvoeren?
• Het gevolg van membraantransport is een ongelijke verdeling van stofjes over de
membraan: welke gradiënten vinden we in een cel terug?
• Er is een hogere concentratie van stofjes in het cytosol dan in de extracellulaire
omgeving. Dit leidt tot een osmotisch probleem. Hoe kan een cel verhinderen dat het
teveel water aantrekt en zwelt/barst?
12a.1 Principes van membraantransport
12a.1.1. De ionenconcentratie verschilt sterk binnen en buiten de cel
→ nutriënten en afval (import/export) fijnregeling van de concentraties gradiënten
A) Kunstmatige cel: Het membraan is semipermeabel. Sommige stoffen zitten gevangen
binnen het membraan omdat ze niet naar buiten kunnen.
B) Echte cel: De samenstelling van de cel wordt dynamisch geregeld. Er zijn
transportsystemen die toelaten dat stoffen uitgewisseld worden. ( = de realiteit van
de cellen). Dit is belangrijk voor het opnemen van nutrienten, het afvoeren van
afvalstoffen e het regelen van de gradiënten ( = concentratieverschil). De
transportsystemen laten concentratieverschillen toe
Concentratiegradiënten voo alle meest voorkomende ionen
3
, → TE KENNEN VOOR HET EXAMEN (zie dia 8)
1) Er zitten heel veel kalium atomen in de cel (intracellulair), buiten de cel zit er
significant minder. Dit is een kalium gradiënt
Natrium heeft heel weinig intracellulair zitten, extracellulair zit er veel meer natrium.
Hier is de gradiënt omgekeerd dan bij kalium. De natrium-kalium gradiënt zal zorgen
voor zenuwprikkeling
2) Intracellulair is de calciumconcentratie heel laag. Calcium is heel belangrijk voor
spiercontracties. Er zijn transportsystemen die calcium zullen verhogen in de cel =
spiercontractie, er moeten ook systemen zijn om calcium terug uit de cel te halen =
spierrelaxatie
→ De meeste lading over de membraan is geneutraliseerd, toch is de cel negatief geladen: -
70 mV (verklaring zie slide 73)
- Er is een concentratieverdeling
- Er is ook een ladingsgradiënt: meer negatieve in de cel
= ELEKTROCHEMISCHE GRADIENT
4
membraantransport
Inhoudsopgave
H12a ................................................................................................................................................................. 3
Centrale vraagstelling H12a .............................................................................................................................. 3
12a.1 Principes van membraantransport ......................................................................................................... 3
12a.1.1. De ionenconcentratie verschilt sterk binnen en buiten de cel .............................................................. 3
12a.1.2. Lipiden dubbellaag is niet permeabel voor ionen en opgeloste stoffen ............................................... 5
12a.1.3. Twee soorten membraantransport eiwitten: transporters en kanalen ................................................ 5
12a.2 Carrierproteïnen en hun functie ............................................................................................................. 6
12a.2.1. De electrochemische gradiënt .............................................................................................................. 6
12a.2.1b. Passief en actief transport ............................................................................................................. 7
12a.2.2. TYPE1: Carriers in GEFACILITEERDE DIFFUSIE = passief transport ........................................................ 9
12a.2.3. TYPE2: Carriers in PRIMAIR ACTIEF TRANSPORT = pompen ............................................................... 12
12a.2.4. TYPE3: Carriers in SECUNDAIR ACTIEF TRANSPORT = gekoppeld transport ...................................... 23
H12b .............................................................................................................................................................. 32
Centrale vraagstelling H12b ........................................................................................................................... 32
12b.3 Ionenkanalen en membraanpotentiaal ................................................................................................ 32
12b.3.1. Ionenkanalen zijn ionen-selectief en worden geregeld door poortjes ................................................ 32
12b.3.2. Ionenkanalen schommelen tussen de open en gesloten toestand ad random................................... 36
12b.3.3. Drie soorten stimuli die het openen en sluiten van ionenkanalen beïnvloeden ................................. 38
12b.3.4. Eerste type ionenkanalen: stress-gestuurde ionenkanalen (1)........................................................... 38
12b.3.5. Tweede type ionenkanalen: spanningsgevoelige ionenkanalen (2) ................................................... 41
12b.3.6. Derde type ionenkanalen: ligand-gestuurde ionenkanalen................................................................ 43
12b.3.7. De membraanpotentiaal .................................................................................................................... 45
12b.4 Ionenkanalen en signaaloverdracht ...................................................................................................... 49
12b.4.1. De electrochemische gradiënt is een vorm van potentiële energie .................................................... 50
Hydrodynamisch stroom-spanningsmodel .................................................................................................. 50
12b.4.2. De drijvende kracht bepaalt de sterkte van elektrische stroom over de PM in prikkelbare cellen ..... 51
Membraanpotentiaal en evenwichtspotentialen: ....................................................................................... 52
Wat is het onderliggende principe van het actiepotentiaal? ...................................................................... 53
Actiepotentialen zijn het gevolg van veranderingen van de ionenconductanties ...................................... 55
12b.4.3. De actiepotentiaal maakt lange afstandscommunicatie mogelijk: spanningsgevoelige ionenkanalen
.......................................................................................................................................................................... 55
1
, Ontstaan van het actiepotentiaal ................................................................................................................ 56
Het actiepotentiaal ...................................................................................................................................... 56
Enkele verschillende vormen van actiepotentialen..................................................................................... 56
12b.4.4. De geleiding van actiepotentialen ...................................................................................................... 61
Kortsluitstromen en lengteconstante in zenuwcellen ................................................................................. 62
Vorming en structuur van de myelineschede (MS) in het perifeer zenuwstelsel ........................................ 64
12b.4.5. Prikkeloverdracht in de synaps: ligand gestuurde ionenkanalen ....................................................... 65
12b.4.6. De neuromusculaire synaps/junctie ................................................................................................... 66
12b.4.7. De centrale synaps ............................................................................................................................. 73
Geheugen en long-term-potentiation in de hippocampus (1) .................................................................... 83
Geheugen en long-term-potentiation in de hippocampus (2) .................................................................... 84
Geheugen en long-term-potentiation in de hippocampus (3) .................................................................... 84
Verschillende celtypes = Ander set ionenkanalen ....................................................................................... 85
H12: Membraantransport en kine .................................................................................................................. 86
H12B: Elektrische fenomenen en kine .............................................................................................................. 86
H12A: Belangrijke concepten ........................................................................................................................... 87
H12B: Belangrijke concepten............................................................................................................................ 87
H12A: Belangrijke begrippen ............................................................................................................................ 88
H12B: Belangrijke begrippen ............................................................................................................................ 89
Hoe laat het celmembraan volgende functies toe?
1) Informatie ontvangen
2) Moleculen exporteren en importeren
3) Bewegen
2
,H12a
Centrale vraagstelling H12a
• Hoe worden stofjes door een membraan getransporteerd?
• Welke types van membraantransport zijn er en wat is hun rol?
• Met welke energie kan een cel membraantransport uitvoeren?
• Het gevolg van membraantransport is een ongelijke verdeling van stofjes over de
membraan: welke gradiënten vinden we in een cel terug?
• Er is een hogere concentratie van stofjes in het cytosol dan in de extracellulaire
omgeving. Dit leidt tot een osmotisch probleem. Hoe kan een cel verhinderen dat het
teveel water aantrekt en zwelt/barst?
12a.1 Principes van membraantransport
12a.1.1. De ionenconcentratie verschilt sterk binnen en buiten de cel
→ nutriënten en afval (import/export) fijnregeling van de concentraties gradiënten
A) Kunstmatige cel: Het membraan is semipermeabel. Sommige stoffen zitten gevangen
binnen het membraan omdat ze niet naar buiten kunnen.
B) Echte cel: De samenstelling van de cel wordt dynamisch geregeld. Er zijn
transportsystemen die toelaten dat stoffen uitgewisseld worden. ( = de realiteit van
de cellen). Dit is belangrijk voor het opnemen van nutrienten, het afvoeren van
afvalstoffen e het regelen van de gradiënten ( = concentratieverschil). De
transportsystemen laten concentratieverschillen toe
Concentratiegradiënten voo alle meest voorkomende ionen
3
, → TE KENNEN VOOR HET EXAMEN (zie dia 8)
1) Er zitten heel veel kalium atomen in de cel (intracellulair), buiten de cel zit er
significant minder. Dit is een kalium gradiënt
Natrium heeft heel weinig intracellulair zitten, extracellulair zit er veel meer natrium.
Hier is de gradiënt omgekeerd dan bij kalium. De natrium-kalium gradiënt zal zorgen
voor zenuwprikkeling
2) Intracellulair is de calciumconcentratie heel laag. Calcium is heel belangrijk voor
spiercontracties. Er zijn transportsystemen die calcium zullen verhogen in de cel =
spiercontractie, er moeten ook systemen zijn om calcium terug uit de cel te halen =
spierrelaxatie
→ De meeste lading over de membraan is geneutraliseerd, toch is de cel negatief geladen: -
70 mV (verklaring zie slide 73)
- Er is een concentratieverdeling
- Er is ook een ladingsgradiënt: meer negatieve in de cel
= ELEKTROCHEMISCHE GRADIENT
4
