Fysiologie I en pathofysiologie I
1. ENKELE BASISBEGRIPPEN UIT CHEMIE EN FYSICA
a. DIFFUSIE
= transport van zone met hoge concentratie naar zone met lage concentratie in een gasmengsel of vloeistof
• Zorgt voor gelijke verdeling in concentraties
• Onder invloed van temperatuur: snellere diffusie
• Korte afstand zeer efficiënt (lange afstand gebeurt via bloed)
o Neurotransmitters ter hoogte van neuronen
o Opname glucose ter hoogte van capillairen
o Intracellulair: diffusie enorm belangrijk voor cellen (cellen nooit groter dan 100 micrometer)
Vb. kweekvlees: nooit grote stukjes gelukt omdat cellen in het midden niet meer gevoed
kunnen worden via diffusie en afsterven
Zeer belangrijke transportmechanisme
• Massa-transport van stoffen in bloedbaan: via diffusie naar interstitium en weefsels
• Transport van afvalstoffen uit bloedbaan
• Intracellulair transport: van apicale zijde cel naar basale zijde
Gevolg van willekeurige bewegingen van moleculen – atomenen – ionen
• Bewegingssnelheid: omgekeerd evenredig met afmeting
• Moleculen botsen constant met elkaar → richtingsveranderingen → op basis van thermodynamische
bewegingen
2 vormen
• Actieve diffusie: kost energie, tegen concentratiegradiënt in
• Passieve diffusie: kost geen energie, met concentratiegradiënt mee
Transportintensiteit
• Sneller bij groter oppervlakte of grotere concentratiegradiënt
• Omgekeerd evenredig met afstand waarover diffusie gebeurt
b. OSMOSE EN FILTRATIE
Typisch experiment
• U-vormige buis met ene zijde water en andere zijde water met opgelost zout
• Watermoleculen binden aan zoutmoleculen → inactief en onbeweeglijk
• Osmose: diffusie van vrije watermoleculen volgens concentratiegradiënt
• Filtratie: door toevoegen van druk beweegt water in tegenrichting
Hydrostatische druk = druk uitgaande van vloeistof of waterige oplossing (afgeven van vocht)
• Vb. bloeddruk: druk waarmee ons hart samendrukt en het bloed voortstuwt
Osmotische druk = druk die nodig is om vloeistoftransport te beletten (opnemen van vocht)
• Iso-osmotisch: beide kanten hebben gelijke osmotische druk
• Hyper-osmotisch: grotere osmotische druk (meer vrije watermoleculen)
• Hypo-osmotisch: lagere osmotische druk (minder vrije watermoleculen)
Ter hoogte van de capillairen
, • Hydrostatische druk capillairen hoger dan hydrostatische druk interstitium → diffusie uit capillairen
naar interstitium
• In de bloedbaan: meer moleculen dan in interstitium → osmotische druk in capillairen hoger dan in
interstitium → interstitieel vocht aangetrokken naar bloedbaan
Celmembranen
• Effectieve barrière: water kan er vlot doorheen, eiwitten blijven in bloedbaan of interstitium
• Flexibel
c. WATER
Levensnoodzakelijk !
• 70% van lichaamsgewicht
• 99% van alle molecules in lichaam
Interessante eigenschappen
• Dipool → aanwezigheid van waterstofbruggen (negatief geladen zuurstof en twee positief geladen
waterstoffen)
• Kan grote hoeveelheden warmte opnemen (hoog smelt- en kookpunt)
o Individuele bewegingsvrijheid van water is beperkt door elektrostatische aantrekkingskracht
tussen zuurstof en waterstoffen
• Kan hoogste aantal verschillende substanties opnemen: hydrofiel of hydrofoob
o Alles met polaire bindingen kunnen opgelost worden in water
• ! in vloeibare fase niet samendrukbaar: gevangen in rooster
2. TRANSPORT DOOR MEMBRANEN
a. PASSIEF TRANSPORT
Elektrochemische gradiënt = verschil in lading en in concentratie
Structuur celmembraan
• Fosfolipiden-dubbellaag: hydrofiele kopjes naar buiten, hydrofobe staarten naar binnen
• Kan krimpen, uitzetten, verbuigen, …
• Kleine moleculen vlot doorheen celmembraan
i. DIFFUSIE
Vetoplosbare substanties en kleine molecules, volgens concentratiegradiënt
• Vb. steroïden, vetzuren, zuurstof, CO2
ii. IONKANALEN
= met water gevulde tunnels dwars door membraan → vervoer van hydrofiele substanties
• Volgens elektrochemische gradiënt
• Selectief transport: voor welbepaald ion
, iii. GEFACILITEERDE DIFFUSIE
= via binding aan transporteiwit → vormverandering → stof afgeven → originele vorm
• Specifiek transport
• Zeer grote stoffen
• Verzadigbaar
• Competitieve inhibitie: als partikels elkaar verhinderen, gaat er uiteindelijk geen partikel door
Celvolume afhankelijk van
• Intracellulaire afbraak van moleculen: metabool actieve cel
• Synthese van molecules
• Veranderingen in extracellulaire osmotische druk
• Bij te groot celvolume: controlemechanisme zodat cel niet breekt
o Gecontroleerd taurine, kalium en chloor naar extracellulair → water treed naar buiten
Bij toedienen van vocht
• Isotoon: uitwisseling van vrije watermoleculen, celvolume blijft ongewijzigd
o Vb. 9 gram zout in 1 liter water = 0.9%: isotone vloeistof voor bloed
• Hypertoon
o Toedienen in geval van watertekort → vocht treedt uit bloedbaan naar weefsels
• Hypotoon
o Toedienen in geval van bloedtekort → vocht treedt naar bloedbaan om bloedvolume te
herstellen (75 gram zout in 1 liter water, zelden tot nooit gebruikt)
b. ACTIEF TRANSPORT
Primair actief transport
• Onmiddelijke verbranding ATP
Secundair actief transport
• Energie genereren om die te gebruiken in een ander proces
o Natrium-kalium pomp: natrium naar buiten, kalium naar binnen
Classificatie transporteiwitten
• Uniporter: maar één partikel betrokken
o Glucose: met concentratiegradiënt mee (gefaciliteerde diffusie), tegen concentratiegradiënt in
(uniporter)
• Co-transporter: twee partikels betrokke
o Symporter: zelfde richting
o Antiporter: tegengestelde richting
Exo- en endocytose
• Transport in kleine membraanvesikels (zonder direct contact te maken met cytosol)
• Exocytose: partikels extracellulair afgeven
o Constitutieve exocytose: vesikels worden uitgescheiden aan celmembraan → bouwstoffen
voor herstellen of vernieuwen membraan (inhoud vesikels komt nooit in interstitium)
o Gereguleerde exocytose: inhoud komt in interstitium
, ▪ Neurotransmitters in synaptische spleet
• Endocytose: partikels opnemen
o Pinocytose: opnemen van vocht
o Receptor-gemedieerde endocytose: voor alle wateroplosbare partikels (kunnen niet doorheen
membraan)
▪ Binden op receptor → hormoonreceptorcomplex → bewegen langsheen
celmembraan tot bij clathrine → vorming vesikels mogelijk → invaginatie → geheel
wordt omgeven → samensmelten met lysosomen → verdere verwerking
• Transcytose: endocytose aan apicale zijde en exocytose aan basale zijde
• Golgi-apparaat sorteert vesikels van RER en bepaald welke via exocytose afgegeven worden
3. CHEMISCHE COMMUNICATIE TUSSEN CELLEN
Twee systemen voor overdracht van informatie
• Endocrien systeem: iets trager
• Zenuwstelsel
Informatieoverdracht via signaalmoleculen: effect na binding op receptor
• Endocrien stelsel: hormonen
o Systemische hormonen: grote afstand
o Weefselhormonen: onmiddelijke omgeving, nooit in bloedbaan
• Zenuwstelsel: neurotransmitters (werkzaam in onmiddelijke omgeving)
a. RECEPTOREN
Dynamische structuren → regulatie
• Down-regulatie: minder receptoren op celmembraan waardoor cel minder gevoelig wordt
(desensitisatie: gevoeligheid verdwijnt volledig)
o Nooit volledige biologische respons
o Insulineresistentie: bij te veel insuline worden de receptoren naar binnen geplooid
• Up-regulatie: meer receptoren op celmembraan waardoor cel gevoeliger wordt
Rode lijn: normale sigmoidale curve waarbij maximale respons bereikt
wordt, aanwezigheid zekere concentratie signaalmolecule nodig voor
reactie
Lichtblauwe lijn: down-regulatie
Paarse curve: verminderde gevoeligheid, hogere concentratie nodig
voor reactie
!! receptoren zijn niet hetzelfde als sensoren !!
Algemene eigenschappen van receptoren
• Specificiteit
o Specifiek hormoon → hormoonreceptorcomplex → boodschap
1. ENKELE BASISBEGRIPPEN UIT CHEMIE EN FYSICA
a. DIFFUSIE
= transport van zone met hoge concentratie naar zone met lage concentratie in een gasmengsel of vloeistof
• Zorgt voor gelijke verdeling in concentraties
• Onder invloed van temperatuur: snellere diffusie
• Korte afstand zeer efficiënt (lange afstand gebeurt via bloed)
o Neurotransmitters ter hoogte van neuronen
o Opname glucose ter hoogte van capillairen
o Intracellulair: diffusie enorm belangrijk voor cellen (cellen nooit groter dan 100 micrometer)
Vb. kweekvlees: nooit grote stukjes gelukt omdat cellen in het midden niet meer gevoed
kunnen worden via diffusie en afsterven
Zeer belangrijke transportmechanisme
• Massa-transport van stoffen in bloedbaan: via diffusie naar interstitium en weefsels
• Transport van afvalstoffen uit bloedbaan
• Intracellulair transport: van apicale zijde cel naar basale zijde
Gevolg van willekeurige bewegingen van moleculen – atomenen – ionen
• Bewegingssnelheid: omgekeerd evenredig met afmeting
• Moleculen botsen constant met elkaar → richtingsveranderingen → op basis van thermodynamische
bewegingen
2 vormen
• Actieve diffusie: kost energie, tegen concentratiegradiënt in
• Passieve diffusie: kost geen energie, met concentratiegradiënt mee
Transportintensiteit
• Sneller bij groter oppervlakte of grotere concentratiegradiënt
• Omgekeerd evenredig met afstand waarover diffusie gebeurt
b. OSMOSE EN FILTRATIE
Typisch experiment
• U-vormige buis met ene zijde water en andere zijde water met opgelost zout
• Watermoleculen binden aan zoutmoleculen → inactief en onbeweeglijk
• Osmose: diffusie van vrije watermoleculen volgens concentratiegradiënt
• Filtratie: door toevoegen van druk beweegt water in tegenrichting
Hydrostatische druk = druk uitgaande van vloeistof of waterige oplossing (afgeven van vocht)
• Vb. bloeddruk: druk waarmee ons hart samendrukt en het bloed voortstuwt
Osmotische druk = druk die nodig is om vloeistoftransport te beletten (opnemen van vocht)
• Iso-osmotisch: beide kanten hebben gelijke osmotische druk
• Hyper-osmotisch: grotere osmotische druk (meer vrije watermoleculen)
• Hypo-osmotisch: lagere osmotische druk (minder vrije watermoleculen)
Ter hoogte van de capillairen
, • Hydrostatische druk capillairen hoger dan hydrostatische druk interstitium → diffusie uit capillairen
naar interstitium
• In de bloedbaan: meer moleculen dan in interstitium → osmotische druk in capillairen hoger dan in
interstitium → interstitieel vocht aangetrokken naar bloedbaan
Celmembranen
• Effectieve barrière: water kan er vlot doorheen, eiwitten blijven in bloedbaan of interstitium
• Flexibel
c. WATER
Levensnoodzakelijk !
• 70% van lichaamsgewicht
• 99% van alle molecules in lichaam
Interessante eigenschappen
• Dipool → aanwezigheid van waterstofbruggen (negatief geladen zuurstof en twee positief geladen
waterstoffen)
• Kan grote hoeveelheden warmte opnemen (hoog smelt- en kookpunt)
o Individuele bewegingsvrijheid van water is beperkt door elektrostatische aantrekkingskracht
tussen zuurstof en waterstoffen
• Kan hoogste aantal verschillende substanties opnemen: hydrofiel of hydrofoob
o Alles met polaire bindingen kunnen opgelost worden in water
• ! in vloeibare fase niet samendrukbaar: gevangen in rooster
2. TRANSPORT DOOR MEMBRANEN
a. PASSIEF TRANSPORT
Elektrochemische gradiënt = verschil in lading en in concentratie
Structuur celmembraan
• Fosfolipiden-dubbellaag: hydrofiele kopjes naar buiten, hydrofobe staarten naar binnen
• Kan krimpen, uitzetten, verbuigen, …
• Kleine moleculen vlot doorheen celmembraan
i. DIFFUSIE
Vetoplosbare substanties en kleine molecules, volgens concentratiegradiënt
• Vb. steroïden, vetzuren, zuurstof, CO2
ii. IONKANALEN
= met water gevulde tunnels dwars door membraan → vervoer van hydrofiele substanties
• Volgens elektrochemische gradiënt
• Selectief transport: voor welbepaald ion
, iii. GEFACILITEERDE DIFFUSIE
= via binding aan transporteiwit → vormverandering → stof afgeven → originele vorm
• Specifiek transport
• Zeer grote stoffen
• Verzadigbaar
• Competitieve inhibitie: als partikels elkaar verhinderen, gaat er uiteindelijk geen partikel door
Celvolume afhankelijk van
• Intracellulaire afbraak van moleculen: metabool actieve cel
• Synthese van molecules
• Veranderingen in extracellulaire osmotische druk
• Bij te groot celvolume: controlemechanisme zodat cel niet breekt
o Gecontroleerd taurine, kalium en chloor naar extracellulair → water treed naar buiten
Bij toedienen van vocht
• Isotoon: uitwisseling van vrije watermoleculen, celvolume blijft ongewijzigd
o Vb. 9 gram zout in 1 liter water = 0.9%: isotone vloeistof voor bloed
• Hypertoon
o Toedienen in geval van watertekort → vocht treedt uit bloedbaan naar weefsels
• Hypotoon
o Toedienen in geval van bloedtekort → vocht treedt naar bloedbaan om bloedvolume te
herstellen (75 gram zout in 1 liter water, zelden tot nooit gebruikt)
b. ACTIEF TRANSPORT
Primair actief transport
• Onmiddelijke verbranding ATP
Secundair actief transport
• Energie genereren om die te gebruiken in een ander proces
o Natrium-kalium pomp: natrium naar buiten, kalium naar binnen
Classificatie transporteiwitten
• Uniporter: maar één partikel betrokken
o Glucose: met concentratiegradiënt mee (gefaciliteerde diffusie), tegen concentratiegradiënt in
(uniporter)
• Co-transporter: twee partikels betrokke
o Symporter: zelfde richting
o Antiporter: tegengestelde richting
Exo- en endocytose
• Transport in kleine membraanvesikels (zonder direct contact te maken met cytosol)
• Exocytose: partikels extracellulair afgeven
o Constitutieve exocytose: vesikels worden uitgescheiden aan celmembraan → bouwstoffen
voor herstellen of vernieuwen membraan (inhoud vesikels komt nooit in interstitium)
o Gereguleerde exocytose: inhoud komt in interstitium
, ▪ Neurotransmitters in synaptische spleet
• Endocytose: partikels opnemen
o Pinocytose: opnemen van vocht
o Receptor-gemedieerde endocytose: voor alle wateroplosbare partikels (kunnen niet doorheen
membraan)
▪ Binden op receptor → hormoonreceptorcomplex → bewegen langsheen
celmembraan tot bij clathrine → vorming vesikels mogelijk → invaginatie → geheel
wordt omgeven → samensmelten met lysosomen → verdere verwerking
• Transcytose: endocytose aan apicale zijde en exocytose aan basale zijde
• Golgi-apparaat sorteert vesikels van RER en bepaald welke via exocytose afgegeven worden
3. CHEMISCHE COMMUNICATIE TUSSEN CELLEN
Twee systemen voor overdracht van informatie
• Endocrien systeem: iets trager
• Zenuwstelsel
Informatieoverdracht via signaalmoleculen: effect na binding op receptor
• Endocrien stelsel: hormonen
o Systemische hormonen: grote afstand
o Weefselhormonen: onmiddelijke omgeving, nooit in bloedbaan
• Zenuwstelsel: neurotransmitters (werkzaam in onmiddelijke omgeving)
a. RECEPTOREN
Dynamische structuren → regulatie
• Down-regulatie: minder receptoren op celmembraan waardoor cel minder gevoelig wordt
(desensitisatie: gevoeligheid verdwijnt volledig)
o Nooit volledige biologische respons
o Insulineresistentie: bij te veel insuline worden de receptoren naar binnen geplooid
• Up-regulatie: meer receptoren op celmembraan waardoor cel gevoeliger wordt
Rode lijn: normale sigmoidale curve waarbij maximale respons bereikt
wordt, aanwezigheid zekere concentratie signaalmolecule nodig voor
reactie
Lichtblauwe lijn: down-regulatie
Paarse curve: verminderde gevoeligheid, hogere concentratie nodig
voor reactie
!! receptoren zijn niet hetzelfde als sensoren !!
Algemene eigenschappen van receptoren
• Specificiteit
o Specifiek hormoon → hormoonreceptorcomplex → boodschap
