Fysiologie en pathofysiologie 1 2de Bachelor
Enkele basisbegrippen uit chemie & fysica
1. Diffusie
• Transport van hoge concentratie naar lage concentratie in vloeistof of gasmengsel
• Bepaald door grootte molecule: hoe groter, hoe trager
• Diffusie gaat enkel over korte afstand werken, is het een lange
afstand: via bloedbaan
• Belang bij transportmechanisme op korte afstanden
- Massatransport stoffen bloedbaan: via diffusie naar
interstitium & weefsels
- Transport afvalstoffen uit weefsels naar bloedbaan
- Intracellulair transport
• Gevolg van willekeurige bewegingen van moleculen - atomen – ionen
• Op basis van thermodynamische bewegingen! (Kinetische energie, hoe hoger temp, hoe sneller
ze gaan bewegen)
• Impactfactoren:
- Diffusiecoëfficiënt: karakteristiek voor bepaalde substantie (temp, grootte, oplosmiddel, ...)
- Oppervlakte waardoor diffusie mogelijk is (microvilli)
- Verschillende concentraties van de substantie die over bepaalde afstand van elkaar
gescheiden zijn
➢ Hoe groter concentratiegradiënt, hoe sneller diffusie (uitgesproken concentratieverschil)
➢ Hoe kleiner de afstand tussen het concentratieverschil, hoe sneller de diffusie zal lopen
• Aanwezig tot 100 µm (grootte cel), maar echter zeer efficiënt van nm tot 10-30µm
• Bv: neurotransmitters t.h.v neuronen, glucose-opname t.h.v capillairen, intracellulair
(darmepitheel)
2. Osmose en filtratie
• Semipermeabele membranen, toelaatbaar voor water en niet voor suiker
• Aantal vrije watermoleculen aan beide kanten gelijk
• Om concentratie-verschil op te heffen
- Enkel bij hydrostatische druk wordt water actief uit gebied geduwd: filtratie
- Bij hoge hydrostatische druk in bloedvat: water wordt naar weefsel gestuwd
• Osmotische druk = druk die nodig is om vloeistoftransport te beletten, die nodig is om ervoor te
zorgen dat aan beide kanten evenveel watermoleculen zijn:
- Iso-osmotisch (evenveel watermoleculen aan beide kanten)
- Hyper-osmotisch (bv. capillair vocht) (meer water aangetrokken)
- Hypo-osmotisch (bv. interstitieel vocht) (minder watermoleculen
aangetrokken)
• Celmembranen:
- Effectieve barrière
- Flexibel
• Ter hoogte van de capillairen:
- Hydrostatische druk capillairen hoger dan hydrostatische druk interstitium
=> diffusie uit de capillairen naar interstitium
- In de bloedbaan: groter aantal moleculen in oplossing
MARTHE D'HAEYERE 1
,Fysiologie en pathofysiologie 1 2de Bachelor
=> osmotische druk capillairen hoger dan osmotische druk interstitium
=> interstitieel vocht aangetrokken naar de bloedbaan
3. Water
• 70% van lichaamsgewicht, 99% van alle moleculen in lichaam
• Interessante eigenschappen:
- Dipool => aanwezigheid H-bruggen; beperkt individuele beweging
- Kan grote hoeveelheden warmte opnemen vooraleer de vaste structuur gaat loslaten
- Hoog kook- en smeltpunt
- Kan in alle aggregatietoestanden voorkomen op aarde (vast, vloeistof, gas)
- Geladen, dus kan veel verschillende moleculen oplossen (hydrofiel)
Transport door membranen
Celmembraan: fosfolipide dubbellaag → hydrofiel kopje naar buiten, hydrofobe staart naar binnen.
Wateroplosbare stoffen: binden buiten op receptor t.h.v hydrofiel kopje
Vet oplosbare stoffen: heel makkelijk doorheen celmembraan
Water kan wel door (klein molecule) fosfolipide dubbellaag: membraan is met losse verbinding
verbonden, is enorm flexibel.
1. Passief transport (vraagt geen energie)
Soorten:
• Diffusie of osmose
- Vet oplosbare substanties & kleine moleculen
- Gaat met concentratiegradiënt mee (richting)
- Vb.: steroïden(hormonen), vetzuren, O2, CO2
• Ionkanalen (“lek-kanalen”): transmembranaire eiwitten
- Zijn met H2O gevulde tunnels dwars door membraan
➢ Voor vervoer kleine hydrofiele substanties (maat specifiek voor enkele ionen, vb. Na wel,
K niet)
- Op basis van elektrische lading & concentratiegradiënt
➢ Elektrochemische gradiënt
➢ Natrium wordt naar binnenkant cel getrokken, maar eigenlijk wil cel het natrium niet
- Selectief transport
• Gefaciliteerde diffusie
➢ Specifiek transport
➢ Verzadigbaar: als alle transporteiwitten de bindingsplaats bezet is, gaat er geen vb.
glucose meer vervoerd worden
➢ Competitieve inhibitie (inhibitor kan enzym remmen...): veel glucosemoleculen aanwezig
en maar beperkt aantal bindingsplaatsen → transport belemmeren (drummen op 1
bindingsplaats)
- Vindt conformatieverandering plaats i.t.t. ionkanalen
Als een groot eiwit wordt opgenomen: intracellulair zal het aantal osmotisch actieve partikels gaan
toenemen en water zal volgen tot in de cel: zwellen.
MARTHE D'HAEYERE 2
,Fysiologie en pathofysiologie 1 2de Bachelor
Factoren voor grootte cel
• Het volume van de cel hangt af van:
- Vormen van transport
- Aantal osmotisch actieve partikels in de cel: metabolisme van de cel
o Afbraak in de cel: meer waterbindingsplaatsen → water
aangetrokken in de cel: cel zwellen
o Macromoleculen in cel gevormd: minder waterbindingsplaatsen →
water uit de cel: cel krimpen
- Veranderingen in extracellulaire osmotische druk (normaal is er een iso-
osmose): gaat effect hebben bij cellen die niet echt metabool actief zijn (niet
veel gaan afbreken en aanmaken) → bv.: rode bloedcellen (gaan
uitgesproken reageren op wat er in hun directe omgeving gebeurd)
• Bij toedienen van vocht:
- Isotoon: 9g zoutoplossing/L (‘fysiologische toedienen’)
- Hypotoon: zuiver water (cel opzwellen, hemolyse) (doen we niet)
→ beschermingsmechanisme: K, taurine, Cl worden vrijgesteld uit cel en
water gaat naar buiten volgen
- Hypertoon: te veel zout (cel krimpen)(doen we wel): watermoleculen aangetrokken naar
de bloedbaan: als er een bloedtekort is (bij ernstige bloeding)
2. Actief transport
• Ook m.b.v. transporteiwitten, maar transport tegen een bepaalde gradiënt in
• Vergt energie! Hydrolyse van ATP.
Soorten
• Primair actief transport: onmiddellijk ATP gehydrolyseerd
- Pompen natriumion van binnen cel weer terug naar
buiten
• Secundair actief transport: komt veel meer voor
- Transport ander ionen koppelen aan het naar buiten
pompen van Na
- Vb. natrium-kaliumpomp
➢ 3 Na-ionen naar buiten, maar 2 K-ionen naar
binnen. Daarom is lading intracellulair negatief
aan celmembraan!
➢ Er komt potentiële energie vrij, kost energie
➢ Na+ gaat graag van buiten naar binnen komen (via lekkanalen (passief))
- Het levert potentiële energie, doordat natrium tegen zijn gradiënt naar
extracellulair duwt
➢ Denk aan elastiek, aantrekken kost kracht, loskomen levert weer
energie
Bv: schildklier: Joodconcentratie veel hoger dan in bloed, toch gaat er een hogere
Joodconcentratie in de schilklier zijn
MARTHE D'HAEYERE 3
, Fysiologie en pathofysiologie 1 2de Bachelor
Classificatie transportEW
• Uniporter: gaat maar 1 stof opnemen (primair)
• Co-transporter (secundair), uitwisseling
- Symporter: Na opgenomen en in dezelfde richting een AZ
- Antiporter: stof uitgewisseld voor een andere stof
Exo- en endocytose
• Transport in kleine membraanvesikels — zonder direct
contact met celmembraan
• Vb. gebeurt in cel: van het Golgi-apparaat naar
celmembraan
• Soorten exocytose:
- Constitutieve exocytose: inhoud wordt uitgestort in celmembraan en niet extracellulair:
bouwstenen die geleverd worden aan celmembraan
- Gereguleerde exocytose: er moet een prikkel plaatsvinden om exocytose te doen laten
doorgaan: vaak is die prikkel een intracellulaire Ca influx, of oxytocine
➢ Vb. hormonen
• Soorten endocytose:
- Pinocytose: opname vocht & opgeloste grote moleculen van
extra- naar intracellulair
➢ Hierbij wordt moleculen verplaatst van ene plaats naar
andere plaats in weefsel/cel
- Receptor-gemedieerde endocytose: wateroplosbaar hormoon
binden op receptor → complex
Hormoonreceptorcomplex gaat migreren langs celmembraan tot die
op een plaats komt waar clathrine aanwezig is → endocytose
doorgaan (vesikel gevormd worden)
• Transcytose: combinatie exo- en endocytose. Is tijdelijk transportmiddel doorheen de cel.
(Darmepitheelcellen)
Chemische communicatie tussen cellen
Inleiding
• 2 systemen voor overdracht van informatie:
- Endocrien systeem (vb. hormonen); levert effect op lange termijn
- Zenuwstelsel; levert effect op korte termijn (vb. iets is heel heet), als iets snel moet
gebeuren→ Neurotransmittoren (NT)
• Overdracht via signaalmoleculen: (kunnen hormonen en NT zijn)
➢ Effect na binding op receptoren => specifiek (doelwitweefsel: juiste receptor)
1. Receptoren
• Inleiding
- Dynamische structuren => REGULATIE
➢ Down-regulation (op moment van overvloed signaalmoleculen, zal aantal receptoren
dalen, lichaam beschermen tegen te grote biologische respons, receptoren naar binnen
geklapt)
MARTHE D'HAEYERE 4
