Thema 1 Membraan en Transport – Celfysiologie
Thema 1: Membraan en Transport
ZSO 1.1: Passieve Diffusie en Membraanpotentiaal
Achtergrond
Celmembraan:
- Asymmetrische dubbellaag van fosfolipiden.
- Polaire delen: in waterig extra- en intracellulair milieu.
- Vetzuurstaarten: overspannen de dikte van het membraan.
- Semi-vloeibare toestand: grote laterale bewegelijkheid van lipiden.
- Eiwitten: soms verankerd, beweging beschreven als diffusieproces.
Transportfunctie:
- Belangrijk voor cel en celorganellen.
- Gecontroleerde uitwisseling (selectieve barrière).
- Samenstelling aan weerskanten constant maar verschillend.
Transport over Plasmamembraan:
- Opname van voedingsstoffen.
- Verwijdering van afvalproducten.
- Afscheiding van secretiemoleculen.
Manieren Van Transport:
- Over maar niet doorheen membraan (endocytose).
- Passieve diffusie van ongeladen stoffen.
- Passieve diffusie van ionen door ionenkanalen.
- Transporteiwitten.
- Gefaciliteerd transport: eiwitten die 1 substantie vervoeren met concentratiegradiënt mee
- Actief transport: membraanpompen transporteren moleculen tegen concentratie- of energiegradiënt in (ATP nodig).
- Cotransport en antiport (secundair actief transport): tegen CG of energiegradiënt in en maken gebruik van medetransport van de passieve verplaatsing van andere substantie (secundair transport).
Membraanpotentiaal:
- Elektrisch potentiaalverschil over plasmamebraan (levensbelangrijk).
- Rustmembraanpotentiaal.
- Oorzaak: passieve diffusie (3 processen).
- Diffusie van ionen volgens elektrochemische potentiaalgradiënten.
- Elektrogeen effect van Na+/K+-ATPase.
- Gibbs-Donnan effect.
Homeostase:
- Efficiëntie van carriertransporten is belangrijk voor homeostase en celwerking.
- Storingen in ionconcentraties beïnvloeden de rustmembraanpotentiaal.
Celmembraan als Condensator:
- Vermogen om ladingen op te slaan en potentiaalverschil te behouden.
- Endocytotische kunnen worden gezien door membraancapaciteit veranderingen, formule: .
Bewegelijkheid Membraaneiwitten:
- Sommige membraaneiwitten zijn mobiel in het vlak van de dubbellaag.
- Transmembranaire eiwitten kunnen diffunderen binnen membraanoppervlak.
- Afwezigheid van eiwit-eiwit-aanhechtingen: vrije diffusie over membraanoppervlak.
- Aangetoond door Frye en Edidin.
- Oppervlakte-eiwitten van muizenlymfocyten gelabeld met fluoresceïne.
- Oppervlakte-eiwitten van menselijke lymfocyten gelabeld met rhodamine.
- Fusie van lymfocytenpopulaties.
- Direct na fusie: gescheiden labels.
- Na 30 minuten: vermenging van labels.
- Snelheid van vermenging neemt toe met temperatuur.
Diffusie Transmembranaire Eiwitten:
- Trager, want grote moleculen.
- Belemmerd door hechting aan cytoskelet (immobiel maken).
- Reizen via gerichte processen (sneller dan diffusie).
- Diffusie alleen in vlak van dubbellaag (niet eroverheen).
- Energetische barrière om hydrofiele domeinen over hydrofobe kern te slepen.
Opgelost Transport Over Celmembranen
Passief, Niet-Gekoppeld Transport:
- Opgeloste stof beweegt langs elektrochemische gradiënt.
- Permeabel membraan: pad staat overdracht toe.
Elektrochemische Gradiënt:
- Drijvende kracht voor passief transport.
- Elektrochemisch potentiaal energieverschil.
- Bijdrage van concentratiegradiënt: chemische potentiaalenergieverschil.
- Bijdrage van spanningsverschil (geladen opgeloste stoffen): elektrische potentiaal energieverschil.
Niet-Gekoppeld Transport:
- Verplaatsing van stof X niet direct gekoppeld aan beweging andere stof of chemische reactie.
- Drijvende kracht: concentratiegradiënt ([X]o > [X]i) netto beweging van buiten naar binnen.
- Spanningsverschil: elektrische potentiaalenergie aan buitenkant (ψo) niet gelijk aan binnenkant (ψi) netto beweging, op voorwaarde dat X is opgeladen.
Elektrochemisch Potentiaalenergieverschil:
- Concentratiegradiënt en spanningsverschil zijn bepalende factoren.
- Beweging van X door niet-gekoppeld mechanisme: