Casus 12
Circulatie en Ademhaling I
Leerdoelen:
1. Aerobe en anaerobe dissimilatie
2. Wat gebeurt er met lactaat vanuit de rode bloedcellen (coricyclus)
3. Waar en hoe worden rode bloedcellen en witte bloedcellen aangemaakt?
4. Wat is de samenstelling van het bloed? (verhoudingen plasma, rode bloedcellen,
witte bloedcellen)
5. Hoe wordt de aanmaak van bloedcellen geregeld? (EPO, CERA)
6. Hoe werkt de ijzerrecycling in het lichaam?
Aerobe en anaerobe dissimilatie
Aerobe dissimilatie
De meeste energie wordt tijdens de glycolyse uit glucose vrijgemaakt.
De eindproducten van glycolyse worden dan geoxideert om energie vrij
te maken. Glycolyse betekent het splitten van glucose om 2
pyrodruivenzuur te vormen. Glycolyse gebeurt tijdens 10 chemische
reacties. Elke stap wordt gekatalyseerd door een specifiek enzym.
Glucose wordt eerst omgezet in fructose-1,6-difosfaat en split dan in 2
drie-carbon moleculen die in 5 stappen worden omgezet in
pyrodruivenzuur. Per glucosemolecuul wordt worden er 2 mol ATP
gevormd.
Vervolgens wordt pyrodruivenzuur omgzet in acetyl coenzym A. Hierbij
komen ook twee CO2 moleculen en 4 H moleculen vrij. Hierbij wordt
geen ATP gevormd.
De volgende stap is de citroenzuurcyclus. Hierbij wordt het acetyl gedeelte van acetyl CoA omgezet in CO2 en H
atomen. Deze reacties gebeuren allemaal in de matrix van het mitochondrium. In het begin van de
citroenzuurcyclus wordt oxaloacetic zuur toegevoegd aan acetyl CoA. Op het eind van de citroenzuurcyclus
wordt oxaloacetic zuur weer gevormd. Hierdoor kan de citroenzuurcyclus steeds blijven verlopen. De
nettoreactie hier is:
2 Acetyl CoA + 6 H2O + 2 ADP 4 CO2 + 16 H + 2 CoA + 2 ATP
In de afgelopen stappen werden H atomen vrijgelaten: 4 tijdens de glycolyse, 4 tijdens de vorming van acetyl-
CoA en 16 in de citroenzuurcyclus. Er worden dus 24 H-atomen vrijgemaakt uit 1 glucose molecuul. Deze H-
atomen worden in pakketjes van 2 vrijgemaakt. Dit wordt mogelijk gemaakt door dehydrogenase.
CO2 wordt vrijgelaten met behulp van decarboxylase. De CO2 wordt dan opgenomen in lichaamsvloeistoffen
en getransporteerd naar de longen.
Bijna 90% van alle ATP wordt gevormd tijdens de oxidatieve fosforylering. Het proces dat verloopt in de
oxidatieve fosforylering heet chemiosmotisch mechanisme.
De eerste stap in de oxidatieve fosforylering is het ioniseren van H-atomen. Zoals eerder beschreven komen
deze H-atomen in paren voor. 1 H-atoom wordt een H-ion, de ander combineert met NAD+ en vormt zo NADH.
Bij het ontstaan van een H-ion komt een elektron vrij. Deze elektronen gaan naar de elektron transport keten in
het membraan van de mitochondria. De belangrijkste acceptoren van deze elektron transport keten zijn
flavoproteïne, verschillende ijzer sulfide proteïnen, ubiquinone en cytochroom B, C1, C, A en A3. Elk elektron
wordt overgegeven van de ene naar de andere acceptor. De laatste acceptor is cytochroom A3. Deze wordt ook
wel cytochroom oxidase genoemd, omdat het 2 elektronen kan opgeven om zo ionic zuurstof te produceren,
dat kan binden aan H-ionen om water te vormen. Als de elektronen door de elektron transportketen gaan
komen grote porties energie vrij. Deze energie wordt gebruikt om H-ionen te verplaatsen van de matrix van de
mitochondriën naar de buitenste kamer tussen de membranen. Hierdoor wordt een grote concentratie H+-
ionen opgenomen in de kamer. De matrix wordt sterk negatief.
De volgende stap in de fosforylering is het omzetten van ADP in ATP. De hoge concentratie positieve ionen in
de kamer zorgt voor stroom van H+-ionen naar de matrix door het ATPase molecuul. De energie die hierdoor
, vrijkomt wordt door ATPase gebruikt om ADP om te zetten naar ATP. Dit doet hij door ADP te combineren met
een vrij ionisch fosfaat radicaal.
De laatste stap is het transporteren van ATP van de binnenkant van het mitochondrium naar het cytoplasma
van de cel. Dit gebeurt door diffusie.
Anaerobe dissimilatie
Anaerobe dissimilatie vindt plaats als er geen zuurstof is voor de afbraak van glucose. Dit heet gisting. Er zijn
twee soorten gisting:
1. Alcoholgisting. Doordat er geen zuurstof aanwezig is ontstaan tijdens de glycolyse 2 helften glucose.
Deze worden gesplitst in alcohol en koolstofdioxide. Er blijft energie in de alcohol moleculen zitten. De
cel kan alcohol niet verder afbreken. De netto reactie is hier:
C6H12O6 2 C2H5OH + 2CO2 + 2 ATP
2. Melkzuurgisting. De halve glucosemoleculen die nu in de glycolyse ontstaan worden omgezet in
lactaat. De netto reactie is hier:
C6H12O6 2 C3H6O3 + 2 ATP.
Circulatie en Ademhaling I
Leerdoelen:
1. Aerobe en anaerobe dissimilatie
2. Wat gebeurt er met lactaat vanuit de rode bloedcellen (coricyclus)
3. Waar en hoe worden rode bloedcellen en witte bloedcellen aangemaakt?
4. Wat is de samenstelling van het bloed? (verhoudingen plasma, rode bloedcellen,
witte bloedcellen)
5. Hoe wordt de aanmaak van bloedcellen geregeld? (EPO, CERA)
6. Hoe werkt de ijzerrecycling in het lichaam?
Aerobe en anaerobe dissimilatie
Aerobe dissimilatie
De meeste energie wordt tijdens de glycolyse uit glucose vrijgemaakt.
De eindproducten van glycolyse worden dan geoxideert om energie vrij
te maken. Glycolyse betekent het splitten van glucose om 2
pyrodruivenzuur te vormen. Glycolyse gebeurt tijdens 10 chemische
reacties. Elke stap wordt gekatalyseerd door een specifiek enzym.
Glucose wordt eerst omgezet in fructose-1,6-difosfaat en split dan in 2
drie-carbon moleculen die in 5 stappen worden omgezet in
pyrodruivenzuur. Per glucosemolecuul wordt worden er 2 mol ATP
gevormd.
Vervolgens wordt pyrodruivenzuur omgzet in acetyl coenzym A. Hierbij
komen ook twee CO2 moleculen en 4 H moleculen vrij. Hierbij wordt
geen ATP gevormd.
De volgende stap is de citroenzuurcyclus. Hierbij wordt het acetyl gedeelte van acetyl CoA omgezet in CO2 en H
atomen. Deze reacties gebeuren allemaal in de matrix van het mitochondrium. In het begin van de
citroenzuurcyclus wordt oxaloacetic zuur toegevoegd aan acetyl CoA. Op het eind van de citroenzuurcyclus
wordt oxaloacetic zuur weer gevormd. Hierdoor kan de citroenzuurcyclus steeds blijven verlopen. De
nettoreactie hier is:
2 Acetyl CoA + 6 H2O + 2 ADP 4 CO2 + 16 H + 2 CoA + 2 ATP
In de afgelopen stappen werden H atomen vrijgelaten: 4 tijdens de glycolyse, 4 tijdens de vorming van acetyl-
CoA en 16 in de citroenzuurcyclus. Er worden dus 24 H-atomen vrijgemaakt uit 1 glucose molecuul. Deze H-
atomen worden in pakketjes van 2 vrijgemaakt. Dit wordt mogelijk gemaakt door dehydrogenase.
CO2 wordt vrijgelaten met behulp van decarboxylase. De CO2 wordt dan opgenomen in lichaamsvloeistoffen
en getransporteerd naar de longen.
Bijna 90% van alle ATP wordt gevormd tijdens de oxidatieve fosforylering. Het proces dat verloopt in de
oxidatieve fosforylering heet chemiosmotisch mechanisme.
De eerste stap in de oxidatieve fosforylering is het ioniseren van H-atomen. Zoals eerder beschreven komen
deze H-atomen in paren voor. 1 H-atoom wordt een H-ion, de ander combineert met NAD+ en vormt zo NADH.
Bij het ontstaan van een H-ion komt een elektron vrij. Deze elektronen gaan naar de elektron transport keten in
het membraan van de mitochondria. De belangrijkste acceptoren van deze elektron transport keten zijn
flavoproteïne, verschillende ijzer sulfide proteïnen, ubiquinone en cytochroom B, C1, C, A en A3. Elk elektron
wordt overgegeven van de ene naar de andere acceptor. De laatste acceptor is cytochroom A3. Deze wordt ook
wel cytochroom oxidase genoemd, omdat het 2 elektronen kan opgeven om zo ionic zuurstof te produceren,
dat kan binden aan H-ionen om water te vormen. Als de elektronen door de elektron transportketen gaan
komen grote porties energie vrij. Deze energie wordt gebruikt om H-ionen te verplaatsen van de matrix van de
mitochondriën naar de buitenste kamer tussen de membranen. Hierdoor wordt een grote concentratie H+-
ionen opgenomen in de kamer. De matrix wordt sterk negatief.
De volgende stap in de fosforylering is het omzetten van ADP in ATP. De hoge concentratie positieve ionen in
de kamer zorgt voor stroom van H+-ionen naar de matrix door het ATPase molecuul. De energie die hierdoor
, vrijkomt wordt door ATPase gebruikt om ADP om te zetten naar ATP. Dit doet hij door ADP te combineren met
een vrij ionisch fosfaat radicaal.
De laatste stap is het transporteren van ATP van de binnenkant van het mitochondrium naar het cytoplasma
van de cel. Dit gebeurt door diffusie.
Anaerobe dissimilatie
Anaerobe dissimilatie vindt plaats als er geen zuurstof is voor de afbraak van glucose. Dit heet gisting. Er zijn
twee soorten gisting:
1. Alcoholgisting. Doordat er geen zuurstof aanwezig is ontstaan tijdens de glycolyse 2 helften glucose.
Deze worden gesplitst in alcohol en koolstofdioxide. Er blijft energie in de alcohol moleculen zitten. De
cel kan alcohol niet verder afbreken. De netto reactie is hier:
C6H12O6 2 C2H5OH + 2CO2 + 2 ATP
2. Melkzuurgisting. De halve glucosemoleculen die nu in de glycolyse ontstaan worden omgezet in
lactaat. De netto reactie is hier:
C6H12O6 2 C3H6O3 + 2 ATP.
