Samenvatting: Cel als eenheid van leven Inhoud INLEIDING ........................................................................................................................................................ 3 DE CEL (HOOFDST. 6) ........................................................................................................................................ 4 INLEIDING............................................................................................................................................................... 4 PROKARYOTEN EN EUKARYOTEN.................................................................................................................................. 4 ONDERDELEN VAN DE CEL .......................................................................................................................................... 5 Celkern: genen en eiwitten ............................................................................................................................. 5 Endomembraansysteem ................................................................................................................................. 5 Energievoorziening in de cel ........................................................................................................................... 6 Cytoskelet ....................................................................................................................................................... 7 MEMBRANEN (HOOFDST.7) ............................................................................................................................. 9 INLEIDING............................................................................................................................................................... 9 COMMUNICATIE TUSSEN CELLEN (HOOFDST. 11) ........................................................................................... 11 3 HOOFDTYPES MEMBRAANRECEPTOREN: .................................................................................................................. 11 G proteïne-gekoppelde receptoren............................................................................................................... 11 Receptor tyrosine kinases ............................................................................................................................. 11 Ion-channel receptoren ................................................................................................................................ 11 INTRACELLULAIRE RECEPTOREN ................................................................................................................................. 12 SIGNAALTRANSDUCTIE ............................................................................................................................................ 12 SECOND MESSENGERS ............................................................................................................................................ 12 RESPONS.............................................................................................................................................................. 13 APOPTOSE ............................................................................................................................................................ 13 DE CELCYCLUS (HOOFDST. 12) ........................................................................................................................ 14 HORMONALE REGULATIE ............................................................................................................................... 16 WEEFSELS ....................................................................................................................................................... 17 EPITHEELWEEFSEL .................................................................................................................................................. 17 Functies epitheelweefsel: ............................................................................................................................. 17 Soorten epitheel: .......................................................................................................................................... 17 Huid (= integum):.......................................................................................................................................... 19 BINDWEEFSEL ....................................................................................................................................................... 21 Eigenlijk bindweefsel .................................................................................................................................... 21 Cellen ......................................................................................................................................................................... 21 Vezels en matrix ......................................................................................................................................................... 21 Vetweefsel ................................................................................................................................................................. 22
Kraakbeen..................................................................................................................................................... 22 Been .............................................................................................................................................................. 22 Macroscopische structuur van beenweefsel ............................................................................................................. 22 Microscopische structuur van been ........................................................................................................................... 22 Beenvorming .............................................................................................................................................................. 23
SPIERWEEFSEL ....................................................................................................................................................... 24
1
Soorten spierweefsel: ................................................................................................................................... 24 Spiervezels: ................................................................................................................................................... 25 Fysiologie van skeletspier ............................................................................................................................. 26 Contractie van de spiervezel en moleculaire verklaring ............................................................................................ 26 Energievoorziening .................................................................................................................................................... 26 Grootte van contractie............................................................................................................................................... 27 Soorten prikkels ......................................................................................................................................................... 27 Type I, II en intermediaire spiervezels ....................................................................................................................... 27
ZENUWWEEFSEL .................................................................................................................................................... 28 Histologie van het zenuwweefsel ................................................................................................................. 28 Zenuwcellen of neuronen .......................................................................................................................................... 28 Neurogliacellen .......................................................................................................................................................... 29
Histo-morfologie van zenuwstelsel............................................................................................................... 30 Fysiologie van de zenuwcel........................................................................................................................... 31 Membraanpotentiaal ................................................................................................................................................. 31 Depolarisatie en het actiepotentiaal ......................................................................................................................... 31 Overdracht van een prikkel ........................................................................................................................................ 32 Invloed van ‘drugs’ ..................................................................................................................................................... 32
OVERZICHT ......................................................................................................... FOUT! BLADWIJZER NIET GEDEFINIEERD. BLOED ............................................................................................................................................................ 33
2
Inleiding
3
De cel (Hoofdst. 6) Inleiding Alle organismen bestaan uit cellen! Cel is eenvoudigste samenstelling van stoffen die kan leven! Celstructuur ↔ cel functie! Cellen kunnen zeer complex zijn en meestal te klein om met blote oog waar te nemen! Microscoop : • cellen visualiseren • Lenzensysteem! • Beeldkwaliteit: - Vergroting - Oplossend vermogen (resolutie) - Contrast • Lichtmicroscoop: tot 1000x vergrotingµ • Verschillende technieken! • Organellen te klein voor lichtmicroscoop → elektronenmicroscoop • 2 soorten EM: Scanning EM en Transmission EM Celfractionering = cellen afbreken en organellen van elkaar scheiden
Prokaryoten en eukaryoten 2 celtypes: prokaryoot en eukaryoot structurele en functionele eenheid van organisme Prokaryoten: Bacteria en Archaea Eukaryoten: Protisten, schimmels, dieren en planten Basiseigenschappen: Prokaryoten
Eukaryoten
Plasmamembraan Cytosol (= half vloeibare substantie) Chromosomen (bevatten genen) Ribosomen (maken proteïnen) Afwezigheid van kern Aanwezigheid van kern (Nucleus) DNA niet in duidelijke regio → nucleoid! DNA in een kern, begrensd door kernmembraan Geen membraangebonden organellen Membraanomsloten organellen Cytoplasma in regio tussen plasmamebraan Cytoplasma begrensd door plasmamembraan en kern
4
Onderdelen van de cel Plasmamembraan = selectieve barrière die voldoende uitwisseling van zuurstof, nutriënten en afvalstoffen mogelijk maakt. Basisstructuur van biologische membraan is fosfolipiden-dubbellaag. Eukaryote cel heeft interne membranen die de cel in organellen verdelen. Plantaardige cellen en dierlijke cellen hebben voor het grootste deel dezelfde organellen. Kern bevat grootste deel van DNA in een eukaryote cel. Ribosomen gebruiken informatie van DNA op proteïnen te maken.
Celkern: genen en eiwitten Nucleus = celkern: bevat grootste deel van genen en is meestal opvallendste organel. Kernmembraan = nuclear envelope: omsluit de kern en scheid deze van het cytoplasma. Via kernporiën kunnen moleculen de kern binnen gaan en andere moleculen de kern verlaten. Nucleaire lamina = proteïnen die vorm van celkern in stand houden. Chromatine = diffuus complex van DNA en proteïnen → genetisch materiaal Chromosomen = gecondenseerd chromatine Kernlichaampje = nucleolus: zit in de kern, synthese van ribosomaal RNA (rRNA) Ribosomen = partikels die bestaan uit rRNA en proteïnen. Ribosomen voeren eiwitsynthese uit op 2 verschillende plaatsen: - In cytosol (vrije ribosomen) - Op binnenzijde van endoplasmatisch reticulum en kernmembraan (gebonden ribosomen) Ribosomen bestaan uit grote en kleine deeleenheid (zie gen!)
Endomembraansysteem Endomembraansysteem: - Kernmembraan - Endoplasmatisch reticulum - Golgi-apparaat - Lysosomen - Vacuolen - Plasmamembraan Componenten van endomembraansysteem zijn direct of indirect verbonden via vesikels
5
Endoplasmatisch reticulum = bio-synthetische fabriek. Het ER bevat meer dan de helft van de membraanhoeveelheid in vele eukaryote cellen. Het ER membraan is continu met het kernmembraan. 2 Onderdelen van ER: - Glad ER (smooth): bevat geen ribosomen: - Synthetiseert lipiden - Metabolisme van koolhydraten - Detoxificatie van schadelijke stoffen - Opslag van calcium - Ruw ER (Rough): bevat ribosomen op oppervlak → eiwitsynthese!! - Secretie van glycoproteïnen - Distributie van transport vesikels - Membraanfrabriek Golgi-apparaat = centrum voor ontvangst en verzending van stoffen en bestaat uit afgeplatte membraanzakjes (= cisternen) Golgi-apparaat: - Modificatie van producten van ER - Synthese van bepaalde macromoleculen - Sorteren en verpakken van materialen in transportvesikels Lysosoom = membraanzakje met hydrolytische enzymen → verteren van macromoleculen Lysosomale enzymen kunnen eiwitten, vetten, sacchariden en nucleïnezuren hydrolyseren. Fagocytose = opslokken van een cel door een andere cel. Hierbij wordt een voedselvacuole gevormd. Een lysosoom fusioneert met voedselvacuole en verteert moleculen. Autofagie = recyclage van cel-componenten na vertering door lysosomen Enkel plantencellen en schimmelcellen kunnen vacuole bevatten. 3 soorten vacuolen: - voedselvacuolen: gevormd door fagocytose - contractiele vacuolen: vacuolen die kunnen samentrekken - centrale vacuolen: slaan organische componenten en water op.
Energievoorziening in de cel Mitochondriën = sites van cellulaire ademhaling. Chloroplasten = sites van fotosynthese Peroxisomen = oxidatieve organellen Mitochondriën en chloroplasten zijn geen deel van het endomembraansysteem en hebben een dubbel membraan. Ze bevatten hun eigen DNA en hebben eiwitten die door vrije ribosomen gemaakt worden.
6
Mitochondriën zijn aanwezig in bijna alle eukaryote cellen. Ze hebben een glad buitenmembraan en een gevouwen binnen-membraan (cristae). Het binnen-membraan creëert 2 compartimenten: - mitochondriale matrix - intermembranaire ruimte → katalyse van sommige stappen van metabolisme Chloroplasten: zetten lichtenergie om en is lid van de familie van de plastiden. Chloroplasten bevatten chlorofyl en andere stoffen en enzymen die helpen bij fotosynthese. Chloroplasten zitten in bladeren en ander groene plantenorganen en algen. Chloroplast bestaat uit: - Thylakoïden: membraanzakjes gestapeld tot een granum - Stroma: interne vloeistof Peroxisomen = metabole compartimenten die begrensd zijn door enkelvoudig membraan. Peroxisomen produceren waterstofperoxide en zetten dit om in water, hiervoor wordt zuurstof gebruikt om verschillende moleculen af te breken.
Cytoskelet Cytoskelet = netwerk van vezels in het cytoplasma. Het cytoskelet zorgt voor structuur en vorm, de activiteiten van de cel en verankert organellen. 3 types van moleculaire structuren: -Microtubuli: - Structuur: holle buizen, wand bestaat uit rijen tubuline moleculen - Diameter: 25 nm - Proteïnen: tubuline - Functies: - onderhouden van celvorm - beweging van cel (cilia/flagellen) - beweging van chromosomen bij celdeling - beweging van organellen - Microfilamenten = actine filamenten: - Structuur: spiraal van 2 actinestrengen - Diameter: 7 nm - Proteïnen: actine (en myosine) - Functies: - onderhouden van celvorm, vormen cortex - spiercontractie - cytoplasmatische stroming - celdeling - Intermediaire filamenten - Structuur: vezelproteïnen gevlochten tot dikkere “kabels” - Diameter: 8-12 nm - Proteïnen: verschillende eiwitten, afhankelijk van celtype - Functies: - onderhouden van celvorm: zijn permanente structuren - verankering van kern en andere organellen - vorming van nucleaire lamina 7
Het cytoskelet interageert met motor-proteïnen om beweging te veroorzaken. Binnen de cel worden vesikels getransporteerd over “rails”, voorzien door het cytoskelet Centrosoom = organel waaruit microtubuli groeien, gelegen bij de celkern. Centrosoom is een microtubuli-organisatiecentrum. Bij dierlijke cellen bestaat het centrosoom uit een paar centriolen, die elk bestaan uit 9 tripletten van microtubuli. Cilia en flagellen = locomotorische aanhangsels van sommige cellen. - Cilia: zweepbeweging - Flagellen: golfbeweging Cilia en flagellen hebben zelfde ultrastructuur: kern van microtubuli, omhuld door plasmamembraan. Basaal lichaam verankert cilium of flagel op cytoskelet. Dyneïne = motorproteïne dat zorgt voor buigbeweging van cilium/flagel Pseudopodia = schijnvoetjes: strekken zich uit en trekken terug door omkeerbare assemblage van actine-subunits in microfilamenten. Cytoplasmatische stroming = circulaire stroming van cytoplasma in cellen. Deze stroming versnelt distributie van stoffen in de cel. Meeste cellen synthetiseren en secreteren materialen extern van plasmamembraan: Extracellulaire structuren: - Celwanden (enkel bij planten, prokaryoten en fungi): beschermt de cel en voorkomt massale wateropname. Bestaat vooramelijk uit cellulosevezels, polysacchariden en proteïnen. Celwand bestaat uit verschillende lagen: primaire celwand, middenlamel, secundaire celwand - Extracellulaire matrix bij dierlijke cellen: bestaat uit glycoproteïnen (collageen, proteoglycanen en fibronectine) en zorgt voor steun, adhesie, beweging en regulatie. - Intercellulaire verbindingen: plasmodesmata, tight junctions, desmosomen, gap junctions. Plasmodesmata = kanaaltjes tussen naburige plantencellen. Tight junctions = dichte verbindingen tussen membranen van naburige cellen. Desmosomen = trekvaste verbindingen tussen cellen. Gap junctions = cytoplasmatische kanaaltjes tussen naburige cellen. Cellen zijn afhankelijk van integratie van structuren en organellen om goed te functioneren!
8
Membranen (Hoofdst. 7) Inleiding Plasmamembraan = grens die levende cel scheidt van haar omgeving, en heeft selectieve permeabiliteit. Het plasmamembraan bestaat uit fosfolipiden en proteïnen. Fosfolipiden vormen plasmamembraan en hebben hydrofiele kop en hydrofobe staart. Membraan is vloeibaar: - Fosfolipiden en proteïnen kunnen bewegen in membraan - Bij te lage temperatuur kan membraan stollen - Membranen moeten vloeibaar zijn om correct te functioneren Cholesterol heeft verschillende invloeden op membraan: - warme temperaturen: beweging van fosfolipiden hinderen/beperken - koude temperaturen: behoud van de membraanvloeibaarheid Membraan is collage van verschillende proteïnen die in de vloeibare matrix van de fosfolipidenlayer liggen ingebed. Proteïnen bepalen de meeste van de membraan-specifieke functies. Perifere proteïnen zitten gebonden op membraanoppervlak (= transmembraanproteïnen) Integrale proteïnen dringen binnen in de hydrofobe kern van het membraan Functies van membraanproteïnen: - transport: controle van materiaaluitwisseling en moleculair verkeer - enzymatische activiteit - signaaltransductie - cel-cel herkenning: door binding aan oppervlaktemoleculen op plasmamebraan - intercellulaire verbindingen - aanhechting op cytoskelet en extracellulaire matrix Membraan heeft 2 zijden: - cytoplasmatische zijde - extracellulaire/luminale zijde Transportproteïnen zorgen voor passage van hydrofiele stoffen over membraan: - Aquaporines = speciale kanaalproteïnen: vergemakkelijken watertransport over membraan. - Carrier proteïnen: verandering van moleculen voor transport Transportproteïnen zijn specifiek voor de stof die het transporteert. Diffusie = neiging van moleculen om zich evenredig over de beschikbare ruimte te verdelen. Concentratiegradiënt = verschil in concentratie van een stof tussen 2 plaatsen. Om stoffen met hun concentratiegradiënt te verplaatsen moet geen arbeid geleverd worden. Passief transport = diffusie van een stof over een membraan waarvoor geen energie nodig is. Osmose = diffusie van water over een (semi-)permeabel membraan. 9
Toniciteit = de mogelijkheid van een oplossing om een cel water te doen opnemen of afgeven. - Isotonische oplossing: concentratie van opgeloste stof is gelijk aan concentratie in de cel geen netto beweging. - Hypertonische oplossing: concentratie buiten is hoger dan binnen de cel cel verliest water. - Hypotonische oplossing: concentratie buiten is lager dan binnen de cel cel neemt water op. Osmoseregulatie = controle van de waterbalans in een cel. Plasmolyse = het loskomen van het celmembraan van de celwand (bij planten) door een hypertonische omgeving. Gefaciliteerde diffusie = transportproteïnen versnellen de passieve beweging over een membraan. Channelproteïnen = proteïnen die doorgangen voorzien die het mogelijk maken voor een specifiek molecule om het membraan over te steken. Actief transport = transport waarbij een stof tegen de concentratiegradiënt in beweegt, dit vereist energie! Actief transport wordt uitgevoerd door proteïnen die ingebed liggen in de membranen maakt het mogelijk om de inwendige concentratie te laten verschillen van de omgeving! (bv.: Natrium-kalium pomp). Membraanpotentiaal = voltageverschil over een membraan, gecreëerd door verschil in de verdeling van positieve en negatieve ionen. Elektrochemische gradiënt: drijft diffusie van ionen aan over een membraan. Bestaat uit: - chemische kracht: concentratiegradiënt - elektrische kracht: effect van membraanpotentiaal op de beweging van ionen Electrogene pomp = proteïne dat een spanning genereert over een membraan. Co-transport = transport van een opgeloste stof dat direct of indirect aangedreven wordt door actief transport van een andere opgeloste stof. Kleine moleculen treden cel binnen via fosfolipiden-laag of door transport proteïne. Grote moleculen komen cel binnen via bulktransport (vereist energie!) Exocytose = migreren van transportvesikels naar en versmelten met membraan. Vervolgens wordt inhoud vrijgegeven in de omgeving. Endocytose = opnemen van macromoleculen door de cel door vorming van vesikels aan het membraan. 3 types endocytose: - Fagocytose: partikel wordt door cel opgenomen in de vacuole en verteerd door lysosoom. - Pinocytose: opnemen van extracellulair vocht in kleine vesikels. - Receptor-gemedieerde endocytose: triggering van vesikelvorming door binden van ligand aan receptor. 10
Communicatie tussen cellen (Hoofdst. 11) -
-
Cel-cel communicatie is essentieel voor multicellulaire organismen → universele mechanismen van cellulaire regulatie! Gecombineerd effect van meerdere signalen bepaalt celrespons! Signaal transductie pathway = serie van stappen waarbij signaal op celoppervlag omgezet wordt in specifieke respons (= converteren van signalen aan celoppervlan in cellulaire responsen) Cellen in multicellulair organisme communiceren door middel van chemische signalen. Dierlijke en plantaardige cellen bevatten verbindingen die cytoplasma van naburige cellen direct met elkaar verbinden. Dierlijke cellen kunnen lokaal met elkaar communiceren door direct contact of door cel-cel herkenning. Locale regulatoren = messenger moleculen die over korte afstanden getransporteerd worden. Bij langeafstand signalisatie gebruiken cellen hormonen.
3 processen van celsignalisatie: 1. Reception: ontvangen van signaal 2. Transduction: doorgeven van signaal 3. Response: reactie op signaal
Binding tussen signaalmolecule (= ligand) en receptor is specifiek! Meeste water oplosbare signaalmoleculen binden aan specifieke sites op receptorproteïnen in plasmamembraan.
3 Hoofdtypes membraanreceptoren: G proteïne-gekoppelde receptoren G proteïne-gekoppelde receptor = receptor in plasmamembraan die werk met een G proteïne. G proteïne = aan/uit schakelaar; als GDP (guanine-diphosphate) gekoppeld is aan G proteïne → inactief!
Receptor tyrosine kinases Receptor tyrosine kinases = membraanreceptoren die fosfaten hechten aan tyrosines. Kan in 1 keer verschillende signaal transductie pathways activeren .
Ion-channel receptoren Ligand-gated ionen kanaal = receptor fungeert als poot wanneer deze van vorm verandert. Signaalmolecule bindt aan receptor → specifieke ionen kunnen doorheen kanaal in receptor passeren.
11
Intracellulaire receptoren -
Receptorproteïnen zijn gelegen in cytosol of kern van doelcellen. Kleine of hydrofobe messengers kunnen celmembraan kruisen en receptoren activeren. Geactiveerd hormoon-receptor complex kan werken als transcriptiefactor waarbij specifieke genen worden ingeschakeld → nieuwe proteïnen.
Signaaltransductie -
Signaaltransducties = cascades van moleculaire interacties geven signalen door van de receptoren naar de doelmoleculen in de cel.
-
Meerstaps-pathays kunnen signaal versterken (grotere respons genereren) en bieden meer mogelijkheden om cellulaire respons te coördineren en reguleren.
-
Signaaltransductie pathways: - Moleculen die signaal doorgeven van receptor tot respons zijn meestal proteïnen. - Bij elke stap wordt het signaal omgezet in ander vorm, meestal vormverandering van proteïne. - In vele pathways wordt signaal doorgegeven als waterval van proteïnefosforylaties. - Proteïnekinases transfereren fosfaatgroepen van ATP naar proteïne. - Fosforylatie = binden van fosfor op proteïne.
Second Messengers -
Second messengers = kleine, non-proteïne, wateroplosbare moleculen en ionen die zich doorheen cel verspreiden door diffusie. First messengers = extracellulair signaalmolecule dat op receptor bindt. Second messengers participeren in pathways die geïnitieerd worden door G proteïnegekoppelde receptoren en receptor tyrosine kinases. Veel voorkomende second messengers: cyclisch AMP (cAMP) en Ca2+. Adenylyl cyclase = enzym in plasmamembraan dat ATP omzet in cAMP als respons op extracellulair signaal. Signaal dat door signaaltransductiepathway wordt doorgegeven kan verhogin van calciumconcentatie in cytosol tot gevolg hebben. In pathways die leiden tot vrijstelling van Ca, zijn ook inositoltrifosfaat (IP3) en diacylglycerol (DAG) betrokken als second messengers.
12
Respons -
SIGNAALTRANSDUCTIEPATHWAY LEIDT TOT REGULATIE VAN ÉÉN OF MEERDERE CELLULAIRE ACTIVITEITEN.
-
Respons kan optreden in cytoplasma of in de kern. Signalisatiepathways reguleren: - Synthese van enzymen en andere proteïnen door genen aan of uit te schakelen in kern. - Activiteit van enzymen in cytopasma. Finaal geactiveerde molecule kan functioneren als transcriptiefactor! Signalisatiepathways kunnen fysische eigenschappen van cel veranderen!
-
Meerstapspathways hebben belangrijke voordelen: 1. Amplificatie van signaal en respons! 2. Dragen bij tot specificiteit van respons!
Amplificatie: - Celrespons wordt versterkt door watervalprincipe. - Aantal geactiveerde producten ten opzichte van vorige stap neemt sterk toe! Specificiteit van de respons: - Verschillende soorten cellen hebben verschillende collecties proteïnen → verschillende signalen detecteren en reageren! - Zelfde signaal kan verschillende effecten hebben in cellen met verschillende proteïnen en pathways! - Vertakkingen in pathway en kruiscommunicatie helpen cel om binnenkomende signalen te coördineren. Scaffolding proteïnes = grote relay proteins waarop ander proteïnen aangehecht zitten → groeperen van proteïnen die betrokken zijn bij eenzelfde pathway → verhogen van efficiëntie van signaaltransductie!
Apoptose -
-
Apoptose = geprogrammeerde/gecontroleerde celdood door verkleinen en verpakken in vesikels die verteerd worden door scavenger cellen. Apoptose voorkomt dat enzymen uit stervende cel lekken en naburige cellen beschadigen! Caspases = proteasen die apoptose uitvoeren. Apoptose kan ingezet worden door: - Extracellulaire ligand. - DNA-schade in kern. - Malformatie van proteïnen in endoplasmatisch reticulum. Apoptose is essentieel voor ontwikkeling en behoud van alle dieren! Apoptose is betrokken bij verschillende ziekten. 13
De celcyclus (Hoofdst. 12) -
Continuïteit van leven is gebaseerd op reproductie van cellen → celdeling! Eencelligen → reproductie van geheel organisme Meercelligen → afhankelijk van celdeling voor: - Ontwikkeling vanuit bevruchte eicel - Groei - Herstel
-
Celcyclus = leven van een cel van haar ontstaan totdat ze zelf deelt. Meeste celdelingen → identieke nakomelingen/dochtercellen
-
Genoom = al het DNA in cel DNA-moleculen opgerold in chromosomen!
-
Somatische cellen (= niet-reproductieve cellen): 2 sets chromosomen. Gameten (= reproductieve cellen: spermacellen en eicellen): helft van somatische cellen!
-
Voor celdeling: verdubbeling van DNA en condensatie van chromosomen! Gedupliceerd chromosoom bestaat uit 2 zusterchromatiden, gekoppeld door centromeer.
-
Eukaryote celdeling: - Mitose = deling van kern - Cytokinese = deling van cytoplasma - Meiose = celdeling ter vorming van gameten.
-
Celcyclus:
-
Mitotische fase (M): mitose en cytokinese:
Profase: - Vorming van chromosomen
Prometafase:
Anafase: - Chromosomen worden uit elkaar getrokken door spoelfiguur.
Telofase: - Chromosomen despiraliseren - Opnieuw nucleoli en kernmembraan zichtbaar - In evenaarsvlak ontwikkelt celplaat (planten!!!) of cleavage furrow (= klievingsgroef, enkel bij dieren!) - Spoelfiguur verdwijnt.
Metafase: - Chromosomen liggen in evenaarsvlak. - In spoelfiguur zijn trek- en steundraden zichtbaar. - Kernmembraan en nucleoli volledig verdwenen.
14
-
Interfase: celgroei en verdubbelen van DNA (voorbereiden op celdeling):
G1-fase: groei van cel S-fase: groei van cel en duplicatie van DNA G2-fase: groei van cel
-
Prokaryoten reproduceren via binary fission! Binary fission = proces waarbij chromosoom gerepliceerd wordt en waarbij de 2 dochterchromosomen actief uit elkaar bewegen.
-
Frequentie van celdeling is afhankelijk van celtype! Sterk gedifferentieerde cellen zullen meestal weinig delen.
-
Celcyclus wordt gestuurd door celcycluscontrolesysteem. Celcycluscontrolesysteem wordt gereguleerd door interne en externe signalen. Controlesysteem heeft specifieke checkpoints! 2 Types regulatorische enzymen betrokken bij controle: - Cyclines - Cycline-dependant kinases MPF = maturation-promoting factor = complex dat passage triggert van de cel voorbij G2-checkpoint naar mitotische fase. Externe signalen: - Density-dependent inhibition = overbevolking doet cellen stoppen met groeien. - Anchorage dependance = cellen delen niet als ze niet zijn vast gehecht op substraat.
-
-
Kankercellen: - Reageren niet normaal op controlemechanismen van lichaam. - Kunnen onafhankelijk zijn van groeifactoren: Maken eigen groeifactoren Zorgen voor transductie van signaal van groeifactor Abnormaal celcycluscontrolesysteem. - Transformatie = proces waarbij normale cel converteert naar kankercel. - Kunnen goedaardig en slechtaardig zijn. Goedaardig: cellen blijven op oorspronkelijke plaats. Kwaadaardig: cellen besmetten omliggende weefsels en kunnen metastasen (uitzaaiingen) veroorzaken.
15
Hormonale regulatie
16
Weefsels Epitheelweefsel Epitheelweefsel = 1) Dekweefsel dat alle andere weefsels ter hoogte van een vrij oppervlak bedekt. 2) Klierweefsel -
Klierweefsel bestaat uit dicht aan elkaar gesloten cellen zonder intercellulaire stof. Vormt dekweefsel dat uitwendige bekleding van organisme uitmaakt en inwendige holtes bekleedt. Vertegenwoordigt secretorisch deel van klieren. Bevat geen bloed- en lymfevaten! Verbonden met onderliggend bindweefsel via basale lamina.
Basale lamina = laag afgescheiden door epitheel en bestaat uit netwerk van fibrillen.
Functies epitheelweefsel: -
-
Becherming voor onderliggende weefsels tegen fysische krachten, uitdroging en vreemde indringers (buitenlaag van epitheel is droog en verhoornd, binnenlaag is vochtig door slijmproductie) Uitwisseling van stoffen (bv.: gassen via epitheel van longen en bloedvaten) Opname en transport van voedingsstoffen (bv.: epitheel van darm) Secretie = afgeven van stoffen die ze zelf produceren Excretie = uitscheiden van afvalstoffen Opvangen van prikkels met behulp van zintuigcellen Thermoregulatie
Soorten epitheel: -
Dekepitheel (= epitheel met bedekkingsfunctie): - Eenlagig epitheel: epitheel bestaat uit een weefsellaag dat slechts 1 cellaag dik is. Eenlagig epitheel zorgt slechts voor geringe weerstand en komt voor op plaatsen waar transport doorheen epitheel voorkomt: - Eenlagig afgeplat epitheel (= plaveiselepitheel): Uiterst dunne weefsellaag en vormt geringe weerstand voor gassen en opgeloste stoffen. Komt voor in longblaasjes en lichaamsholten en in hart-, bloeden lymfevaten - Eenlagig kubisch epitheel: Cellen zijn in 3 dimensies ongeveer gelijk. Komt voor in sommige delen van afvoerbuizen van klieren.
17
Eenlagig cilindrisch epitheel: Epitheelcellen zijn cilindervormig, maar grote variabiliteit is mogelijk. Komt voor in spijsverteringsstelsel, in wand van klierbuisjes, in afvoerbuizen van grote klieren, langs ademhalingsstelsel en voortplantingsstelsel. Verschillende types: - Met trilharen (cilia): in eileideren bronchioli van longen. - Met microvilli: in darmlumen - Glad oppervlag: in maag - Pseudo-meerlagig epitheel: Celkernen liggen op verschillende hoogten → lijkt op meerlagig epitheel. Alle cellen rusten op basale lamina, maar sommige komen niet tot aan epitheeloppervlak. Komt voor in trachea (met trilharen) en in bijbal en kanaaltjes van bijbal. Meerlagig epitheel: Epitheel bestaat uit weefsellaag van meerdere cellagen dik. Komt voor op plaatsen waar weinig transport doorheen epitheel plaats vindt, waar grote fysische krachten op epitheel inwerken en waar gevaar voor uitdroging bestaat: - Meerlagig afgeplat epitheel: Basale laag is kubisch of cilindrisch, naar het oppervlak worden de cellen platter tot schilfers. Schilfers worden regelmatig afgestoten en vervangen door onderliggende cellen. Twee soorten: - Verhoornd (met keratine): enkel op oppervlak, zorgt voor goede weerstand! - Niet-verhoornd: ligt steeds inwendig, wordt vochtig gehouden door klierproducten. - Meerlagig kubisch epitheel: Oppervlakkige cellen zijn kubisch. Komt voor in wand van afvoerbuizen van zweetklieren. - Meerlagig prismatisch epitheel: Oppervlakkige cellen zijn prismatisch. Zeldzaam epitheel! Komt voor in deel van urethra. - Overgangsepitheel: Uitzicht van cellen verander met functionele toestand van orgaan. Komt voor in o.a. blaas (spanning: 2/3 cellagen, afgeplat; ontspannen: 6 cellagen, kubisch). -
-
18
-
Klierepitheel (= epitheel met klierfunctie): Onderverdelen volgens: - Plaats waar secreet terecht komt: - Exocriene klieren: secreet wordt uitgestort aan vrije oppervlak. - Endocriene klieren: secreet wordt uitgestort in bloedbaan. - Wijze van secreet uitstorting: - Merocriene secretie: secretie door exocytose, cel blijft intact. - Apocriene secretie: samen met secreet wordt hoeveelheid cytoplasma meegevoerd. - Holocriene secretie: cel vult zich met secreet, sterft af en wordt in zijn geheel afgescheiden. - Aard van secreet: - Sereuse kliercellen: produceren dun, waterig secreet, meestal rijk aan eiwitten - Muceuse kliercellen: secreet is dik en visceus, meestal van mucopolysaccharide natuur. - Morfologie van de klier: - Eencellige klieren: bestaat uit 1 enkele cel, bv.: slijmbekercel. - Meercellige klieren: Opgebouwd uit meerdere cellen. Klier zakt uit in onderliggend bindweefsel. Bestaat uit klierdeel (= eindstuk) en afvoergang. Soorten: - Tubulaire klier: buisvormig klierdeel; recht, gebogen of vertakt. - Alveolaire klier: blaasvormig klierdeel met groot lumen. - Acineuze klier: knopvormig klierdeel met smal lumen.
Huid (= integum): -
-
Orgaan bestaat uit verschillende weefsels. Functies: - Bescherming tegen fysische krachten, uitdroging, infectie,... - Waarnemen van prikkels - Temperatuurregulatie Bestaat uit bedekkend epitheel (= epidermis) en ondersteunende bindweefsellaag (= dermis). Dermispapillen = uitzakkingen van epidermis in dermis. Bestaat uit 5 lagen: - Stratum basale (= germenativum): Voortdurend aangroei van cellen Cilindrische cellen met ovale kern - Stratum spinosum: 5-20 lagen polyedrische cellen Veel cytoplasmatische uitlopers → contact tussen 2 naburige cellen (= desmosomen) 19
-
-
-
-
Haar: -
Stratum granulosum: 2-3 lagen licht afgeplatte cellen Korrelig uitzicht (door keratohyaline korrels) Stratum lucidum: Dunne heldere laag Omvat ontaarde platte cellen Celgrenzen en kernen zijn onduidelijk geworden Keratohyaline-korrels zijn ineengevloeid tot eleidine Stratum corneum: Dikke laag verhoornde cellen Eleidine is hard geworden en vormt keratine (hoorn) Schilfert voortdurend af. Onderdeel van huid Zorgt voor isolatie Klieren: Talgklieren Zweetklieren Melkklieren
20
Bindweefsel -
-
-
-
Bindweefsel = weefsel bestaande uit: - bindweefselcellen - intercellulaire stof die bestaat uit homogene grondstof met kenmerkende proteïnevezels. Functies: - Organen en weefsels met elkaar verbinden. - Beschermen van weefsels en organen. - Steun verlenen aan organen. Soorten bindweefsel: - Eigenlijk bindweefsel: viskeuze grondstof - Kraakbeen: vaste, elastische grondstof - Been: harde en stevige grondstof en is verkalkt Mesenchymcellen liggen aan basis van bindweefsel!
Eigenlijk bindweefsel Cellen -
Cellen van bindweefsel zijn fibroblasten (= oude actieve cellen) en fibrocyten (jonge rustende cellen). Grote vertakte cellen met lange uitlopers. Lange donkere celkernen. Cellen komen zowel geïsoleerd als gegroepeerd voor. Fibroblasten produceren zelf intercellulaire stof met vezels
Vezels en matrix - Matrix = geleiachtige amorfe substantie rijk aan hyaluronzuur tussen cellen. - Soorten vezels: - Collagene vezels: - Vezels zijn zacht, buigzaam, weinig elastisch, stevig en trekvast. - Losmazig collageen bindweefsel: Bindweefsel met weinig collageenvezels. Onregelmatig geschikt→ zacht beweeglijk weefsel. - Dicht collageen bindweefsel (= vezelig bindweefsel): Vezels zijn dicht opeengepakt. Onregelmatig dicht collageen weefsel: onregelmatige ordening. Regelmatig dicht collageen weefsel: evenwijdige collageenbundels. - Elastine vezels: - Dikker dan collagene vezels - Vertakken onder elkaar - Elastische vezels → elastisch bindweefsel - Komt voor in organen die veel onderhevig zijn aan vervormingen. - Reticuline vezels: - Dunne vezels verspreid in bindweefsel. 21
Vetweefsel - Lipoblasten = jonge vetcellen die veel kleine vetvacuolen bevatten. - Lipocyt = oude vetcel met één grote vetvacuole. - Vetweefsel = speciale vorm van losmazig bindweefsel rijk aan lipocyten en omringd door netwerk van reticuline vezels. - Vetcellen zijn groot; polygonaal en gegroepeerd in kwabbetjes.
Kraakbeen -
-
Bestaat uit stevige vaste grondstof die nog snijdbaar is. Chondrocyten zijn sferische en liggen in holtes, bevatten grote ronde kern. Rijk aan vezels: meestal collageen, maar ook elastine. Soorten kraakbeen: - Vezelig kraakbeen: veel collageenvezels. - Elastisch kraakbeen: overwegend elastinevezels. - Hyalien kraakbeen: bevat weinig vezels. Kraakbeen altijd omgeven door bindweefselvlies = perichondrium. Chondroblasten = nieuwe kraakbeencellen.
-
Been = intercellulaire stof sterk verkalkt is en bevat veel collageenwezels. Vertoont lamellaire structuur en is voorzien van bloedvaten.
Been
Macroscopische structuur van beenweefsel - Soorten been: - Compact / dicht been - Sponsachtig / spongieus been - Soorten beenderen: - Platte beenderen: bestaat 2 lagen dicht been, gescheiden door spongieus been. - Lange beenderen: bevatten epiphysen (verdikte uiteinden) en diaphyse (lange middenstuk, bevat mergholte). Microscopische structuur van been - Harde grondstof van been bestaat uit organische stoffen en verschillende minerale zouten. - Vezels van grondstof zijn collageen. - Cellen in beenweefsel: - Osteoblasten = bouwers van het been, jonge cellen - Osteocyten = oude osteoblasten, ingenesteld in holten in heb been. - Osteoclasten = grote cellen met meerdere kernen → been afbreken.
22
-
-
Grondstof is lamellair georganiseerd: - Compact been: concentrische lamellen rond centrale kanalen (Kanalen van Havers) → samen Systeem van Havers. - Kanaal van Havers: Bevat steeds bloedvat. Jonge osteoblasten worden afgezet in binnenzijde van kanaal → lamellen. - Osteocyten liggen in lacunes (= holtes) - Vanuit lacunes vertrekken canaliculi (= kleine kanalen) naar naburige canaliculi of centrale kanaal. - Canaliculi en kanalen van Havers → communicerend systeem → voeding van osteocyten. - Been groeit van buiten naar binnen. - Spongieus been: - Bestaat uit concentrische lamellen. - NIET gerangschikt rond centraal bloedvat. - Groeit van binnen naar buiten. - Voedingsstoffen rechtstreeks uit beenmerg in holten van spongieus been. Been steeds omgeven door laagje bindweefsel: periost Been wordt voortdurend afgebroken en terug opgebouwd.
Beenvorming - Soorten beenvorming: - Desmale beenvorming: been ontstaat rechtstreeks in bindweefsel uit bindweefselcellen. - Enchondrale beenvorming: eerst ontstaat kraakbeen dat verkalkt, afgebroken en vervangen wordt door been. - Ontstaan van beenderen: - Platte beenderen: - Ontstaan door desmale beenvorming - In bindweefsel ontstaan verbeningscentra van waaruit been groeit. - Kernen groeien en versmelten ter vorming van platte beenderen. - Pijpbeenderen: - Ontstaan door enchondrale beenvorming. - Perichondrium ontwikkelt tot periost → afzetten van osteoblasten → produceren buitenste generale lamellen. - Nadien osteoclasten → been vervangen worden door systemen van havers. - Ter hoogte van overgang van epifyse tot diafyse → epifysaire groeischijf - Epifysaire groeischijf = dichte verbeningszone waar intense aangroei is van kraakbeen → lengtegroei!
23
Spierweefsel Spierweefsel = weefsel met grote samentrekbaarheid en zorgt voor beweging van lichaam. Bestaat uit langgerekte cellen die rijk zijn aan contractiele filamenten in cytoplasma. Delen van spiercellen krijgen speciale benamingen: - Sarcolemma = celmembraan - Sarcoplasma = cytoplasma - Sarcoplasmatisch reticulum = endoplasmatisch reticulum
Soorten spierweefsel: -
-
-
Dwarsgestreept spierweefsel = skeletspierweefsel: Skeletspier is te beschouwen als een orgaan Bestaat uit een bundeling van dwarsgestreepte spiervezelsmet eigen bindweefsel, bloedvoorziening en bezenuwing. Spiervezels zijn grote meerkernige cellen, ontstaan door versmelting van myoblasten. Skeletspier wordt omgeven door dicht bindweefsel (= epimysium), dit zet zich verder in de pezen. Binnen in spier zijn spiervezels gebundeld, omgeven door een laag bindweefsel (= perimysium). Binnen bundel worden spiervezels gescheiden door collagene vezels (= endomysium). Endomysium bevat capilair netwerk en is voorzien van zenuwuitlopers. Iedere spiervezel is verbonden met één of meerdere zenuwuitlopers (= motorische eindplaat). Myofibrillen zijn evenwijdig geordend! Hartspierweefsel: Bijzonder type van dwarsgestreepte spier Myofibrillen zijn op eenzelfde wijze geordend zodat er een dwarse streping is. Bij ontstaan van hartspier zijn myoblasten niet met elkaar versmolten → afzonderlijke cellen met centrale kern. Cellen zijn aan uiteinde vertakt → gelijktijdig met meerdere cellen verbonden → vormen netwerk. Glad spierweefsel: Bestaat uit lange spoelvormige cellen met afwisselende afmetingen Langgerekte centrale kern. Sarcoplasma is gevuld met contractiele dunne fibrillen: myofibrillen. Myofibrillen lopen niet evenwijdig en zijn niet op eenzelfde regelmatige wijze gerangschikt. Myofibrillen lopen van ene kant van cel naar andere kant. Tragere contractie als dwarsgestreept spierweefsel. Niet alle cellen zijn bezenuwd, maar zijn verbonden via gap junctions. 24
Spiervezels: -
-
Dwarsgestreepte spiervezels vertonen meerdere kernen die perifeer gelegen zijn. De vezels zijn ontstaan uit versmelting van myoblasten en kunnen zeer lang zijn. Cytoplasma van spiervezels is voornamelijk gevuld met myofibrillen. Myofibrillen liggen regelmatig geordend → dwarse streping! Myofibrillen lopen evenwijdig aan elkaar en van het ene uiteinde van de vezel naar het andere uiteinde. Myofibrillen = contractiele elementen; zijn onderdeel van cytoskelet; opgebouwd uit myosine en actine. Myofibrillen bestaan uit een aaneenschakeling van sarcomeren, deze zijn verbonden ter hoogte van Z-schijven. Sarcomeren zijn de functionerende eenheden van de spiercel en bestaan uit geordende bundeling van filamenten → kleurschakering! 2 soorten filamenten binnen sarcomeren: - Dunne filamenten: opgebouwd uit actine. - Dikke filamenten: opgebouwd uit myosine. T-tubuli systeem = netwerk van vingervormige instulpingen van celmembraan → prikkels verspreiden zich snel in binnenste van de cel tot bij elke myofibril!
25
Fysiologie van skeletspier Contractie van de spiervezel en moleculaire verklaring - Elke dwarsgestreepte spiervezel heeft eigen bezenuwing → complex synaps - Zenuwimpuls via neurotransmitter → Na+-flux → lichte depolarisatie! - Indien depolarisatie drempelwaarde overschrijdt → actiepotentiaal op sarcolemma en Ttubuli systeem → contractie! Energievoorziening - Steeds beschikbare energie aanwezig in cel onder vorm van ATP en creatinefosfaat! - Meeste energie die spier verbruikt is afkomstig van aeroob metabolisme in mitochondriën. - Spiervezels hebben eigen pigment: myoglobine → zuurstof binden ter hoogte van celmembraan → transporteren naar mitochondriën.
26
Grootte van contractie - Spier wordt bezenuwd door verschillende uitlopers (axonen). - Motorische eenheid = alle spiervezels die bezenuwd worden door 1 enkel axon. - Grootte van prikkel wordt bepaald door aantal motorische eenheden dat gelijktijdig werkt in spier. Soorten prikkels - Specifieke prikkel: spier wordt geprikkeld door zenuwstelsel. - Aspecifieke prikkel: contractie als gevolg van koude of wrijving. Type I, II en intermediaire spiervezels - Type I = rode spiervezels: - meer myoglobine - minder snel contaheren - krachtige contracties langer aanhouden - Type II: - Reageren zeer snel - Geen lange contractie - Relatief arm aan mitochondrien en myoglobine - Halen energie uit anaerobe metabolisme - Intermediaire vezels: - Bevatten kenmerken van type I en II tegelijk! Meeste spieren bestaan uit alle drie types vezels!
27
Zenuwweefsel -
Zenuwweefsel = weefsel gespecialiseerd in overbrengen van prikkels. Bestaat uit: - Zenuwcellen (= neuronen): ontvangen, geleiden en overdragen van prikkels. - Neuroglia cellen: omringen zenuwcellen en zorgen voor bescherming, steun en voeding.
Histologie van het zenuwweefsel Zenuwcellen of neuronen - Cellichaam is meestal groot en bevat grote sferische kern - Cytoplasma is rijk aan gekorreld endoplasmatisch reticulum (→ synthese van stoffen) en rijk aan filamenten en microtubuli (neurofibrillen). - Neurofibrillen zetten zich verder in uitlopers en zorgen voor georiënteerd transport van vesikels van en naar uiteinden van zenuwcel. - Zenuwcellen bevatten 2 soorten uitlopers: - Dendrieten: Korte uitlopers Talrijk aanwezig Sterk vertakt Wordt niet omgeven van huls Uiteinde is knopvormig, maar bevat geen blaasjes ONTVANGT prikkels! - Axonen: Slechts 1 aanwezig Zeer lang (tot 1m) Aan uiteinde sterk vertakt Wordt steeds omgeven door huls Ieder uiteinde is knopvormig en bevat vele vesikels! VERZEND prikkels! Axon is rijk aan neurofibrillen en cytoplasma met mitochondriën -
-
Soorten neuronen: - Unipolaire neuronen: bezitten slechts 1 uitloper - Bipolaire neuronen: bevatten axon en een dendriet - Pseudo-unipolaire neuronen: uitloper splitst in axon en dendriet, beide aftakkingen hebben morfologie van axon en worden omgeven van huls. - Multipolaire neuronen: bevat een axon en meerdere dendrieten. Neuronen onderverdelen op fysiologische basis: - Sensorische neuronen: prikkels aanvoeren van zintuigcellen naar centraal zenuwstelsel. - Efferente neuronen (motorische zenuwen): prikkel wegvoeren van centraal zenuwstelsel naar doelcellen (spiercellen en kliercellen) - Interneuronen: verbindingen tussen verschillende neuronen. 28
-
Synaps = plaats waar zenuwcel en zintuigcel/doelcel/zenuwcel contact krijgen. - Cellen niet rechtstreeks verbonden maar steeds gescheiden door synaptische spleet. - Aan uiteinde van axon bevindt zich een eindvoetje, voorzien van vesikels. - Uiteinde van dendriet bevat geen vesikels maar vertoont wel verdikkingen (receptoren) - Inhoud van vesikels is verantwoordelijk voor overdragen van prikkel naar andere cel! - Synapsen bevinden zich over hele lengte van neuron, niet alleen op uiteinde van axon/dendriet → contact met zeer veel andere zenuwcellen!!
Neurogliacellen - Vormt speciaal steunweefsel waar neuronen in ingebed liggen. - Soorten neuroglia cellen: - Neuroglia cellen van perifere zenuwstelsel: - Kapselcellen: omringen cellichamen vormen laag die epitheel achtig uitziet of stervormig vertakt - Schwanncellen: vormen huls rond axonen van perifere zenuwstelsel Schwanncellen kunnen meerdere axonen omsluiten Kan spiraal van plasmamembraan vormen rond axon (omsluit slechts 1 axon) = myelineschede of mergschede Vaak meerdere schwanncellen nodig om schede over hele lengte van axon te vormen Knoop van Ranvier = kleine insnoering waar schede van 2 Schwanncellen elkaar raken Spelen belangrijke rol in geleidbaarheid! - Neuroglia cellen van centrale zenuwstelsel: - Ependymcellen: Epitheelachtig aan elkaar gesloten Bekleden holten van centraal zenuwstelsel (hersenventrikels en centraal kanaal van ruggenmerg) - Astrocyten: Grootste neurogliacellen Veel en sterk vertakte uitlopers! Staan in contact met naburige astrocyten Zorgen voor steun van zenuwcellen Geven voedingselementen door van bloedvaten naar zenuwcellen. - Microgliacellen: Kleine cellen Kleine onregelmatige kern Fijn vertakte kronkelige uitlopers Sterk fagocyterende werking (fagocytose van afbraakproducten) 29
-
Oligodendrogliacellen: Kleine cellen met bolvormig homogeen donkergekleurde kern Zelfde functie als Schwanncellen Vormen myelineschede rond axonen Kan myelineschede rond meerdere axonen vormen!
Histo-morfologie van zenuwstelsel -
-
Zenuwstelsel: - Zenuwweefsel vormt communicatienetwerk over hele lichaam. - Zenuwweefsel heeft eigen bloedvoorziening - Wordt omgeven door speciale hulsels Zenuwstelsel wordt onderverdeeld in centraal zenuwstelsel (hersenen en ruggenmerg) en perifere zenuwstelsel (bestaat uit zenuwen en ganglia) Ganglia = plaatsen waar cellichamen gegroepeerd liggen (= zenuwknopen) Verdeling: - Grijze stof: - Plaatsen waar voornamelijk cellichamen gegroepeerd liggen. - Centrale zenuwstelsel: Centraal in ruggenmerg en verlengde ruggenmerg . Perifeer in de hersenen. - Perifere zenuwstelsel: Ter hoogte van ganglia - Witte stof: - Plaatsen waar veel axonen met myelineschede gegroepeerd liggen! - Myelineschede bevat veel vet → witte kleur! - Centrale zenuwstelsel: Perifeer in ruggenmerg Centraal in hersenen - Perifere zenuwstelsel: Ter hoogte van zenuwen Gevormd door Schwanncellen! 30
-
Zenuw = zenuwbaan bestaat uit verschillende bundels van efferente als afferente zenuwuitlopers. Tussen axonen bevindt zich los bindweefsel dat bloedvaten bevat = endoneurium. Rond iedere bundel ligt eigen bindweefselschede = perineurium. Zenuwbaan wordt omgeven door epineurium.
Fysiologie van de zenuwcel Membraanpotentiaal - Ter hoogte van membraan bestaat er een potentiaalverschil (spanning). - Spanningsverschil is gevolg van ongelijke verdeling van ionen binnen en buiten de cel. - Buitenzijde meer positieve ionen, binnen cel voornamelijk meer negatief geladen eiwitten. - Potentiaalverschil wordt in stand gehouden door Na+-K+ ATP-ase. - Na+-K+ ATP-ase zorgt ervoor dat Na+ uit de cel en K+ in de cel wordt gepompt (tegen concentratiegradiënt in). Depolarisatie en het actiepotentiaal - Zenuwcellen en spiercellen zijn elektrisch actieve cellen! - Membraanpotentiaal zal wijzigen (= depolariseren): - 80mV → + 40mV - Depolarisatie direct gevolgd door repolarisatie (= herstellen van rustpotentiaal). - Zenuwimpuls = prikkel = actiepotentiaal! - Drempelwaarde (- 40mV) moet overschreden worden voordat actiepotentiaal zal ontstaan. -
Bij actiepotentiaal vindt er sterke wijziging van doorlaatbaarheid van membraan voor Na+ en K+ plaats! Potentiaal wijziging → Na+-kanalen gaan snel open → stroom (flux) van Na+ komt cel binnen → buitenzijde wordt meer negatief t.o.v. binnenzijde → depolarisatie. Hyperpolarisatie = repolarisatie onder rustpotentiaal door traag sluiten van K+-kanalen.
-
Depolarisatie veroorzaakt verstoring van rustpotentiaal → activatie van naburige Na+kanalen → golf over membraan van cel
-
Grootte van actiepotentiaal is steeds even groot! → geen invloed op intensiteit van prikkel! Intensiteit van prikkel is afhankelijk van: - Aantal zenuwcellen dat (ongeveer) gelijktijdig prikkel doorgeeft. - Snelheid waarmee prikkels elkaar opvolgen binnen een enkele zenuwcel. Snelheid van opvolging van prikkels is beperkt: absolute en relatieve refractieperiode. Absolute refractieperiode = periode van actiepotentiaal. Drempelwaarde tijdens repolarisatie ligt hoger! Snelheid van prikkel afhankelijk van diameter van axon! Cellen met myelineschede vormen isolatie rond axonen → geen transportsystemen en cel kan niet depolariseren. Ter hoogte van knopen van Ranvier is membraan vrij → alleen hier kan cel depolariseren. 31
-
-
-
Depolarisatie veroorzaakt stroming van ionen binnen EN buiten cel tot volgende knoop → prikkel springt van knoop naar volgende knoop = saltatorische geleiding/conductie. Saltatorische geleiding is veel sneller en zuiniger met energie!!
Overdracht van een prikkel - Ter hoogte van presynaptisch uiteinde bevinden zich veel vesikels met neurotransmitters. - Neurotransmitter = chemische signaalstof verantwoordelijk voor overbrengen van prikkel van ene cel naar andere cel - Neurotransmitter fungeert als ligand voor receptoren in post-synaptisch membraan. -
-
-
Verschil in pre- en post-synaptisch membraan bepaalt richting van prikkel! Neurotransmitter moet verwijderd worden uit presynaptische spleet: - Terug opname van neurotransmitter door presynaptische cel (= receptor gestuurde endocytose) - Diffusie van neurotransmitter in omgeving - Afbraak van neurotransmitter in synaptische spleet door enzymen. Meer dan 30 verschillende neurotransmitters gekend en vervullen specifieke rol op bepaalde plaatsen in zenuwstelsel. Werking van neurotransmitter: - Exciterende neurotransmissie: stimulerende werking op post-synaptische cel. - Inhiberende neurotransmissie: remmende werking. - Modulaire neurotransmissie: veranderen van gevoeligheid van neuron voor andere neurotransmitters. Zenuwcel wordt geprikkeld dor verschillende dendrieten die zowel exciterende, inhiberende als modulerende dendrieten bevatten.
Invloed van ‘drugs’ - Talrijke ‘drugs’ hebben analoge werking als neurotransmitters. - Verschillende stoffen blokkeren receptoren of beletten aanmaak van neurotransmitter → verstoring van prikkeloverdracht → verdoving (tijdelijk) /verlamming (permanent)
32
Bloed -
-
Bloed = lichaamsvloeistof Bloed = weefsel waarvan intercellulaire stof vloeibaar is en waarvan cellen los zijn van elkaar → transportmiddel Functies: Transportmiddel: - Aanvoer van voedingsstoffen voor cellen (gassen, zouten, voedingsstoffen). - Afvoer van afvalstoffen. Regulatie van vochtgehalte en osmotische druk. Temperatuurregulatie. Bescherming (door immunologisch systeem en bloedstolling)
Samenstelling Bloed bestaat uit plasma (55%) en cellulaire bestanddelen (45%). Hematocriet = relatieve hoeveelheid aan bloedlichaampjes.
Cellulaire bestanddelen Erythrocyten = rode bloedlichaampjes - Bevatten geen kern → kunnen geen nieuwe eiwitten aanmaken! - Levensduur is beperkt! (120 dagen) - Worden voortdurend nieuw aangemaakt in rode beenmerg! - Zorgen voor transport van zuurstof en CO2 van longen naar weefsels en omgekeerd. - Rode bloedlichaampjes bevatten hemoglobine! -
Hemoglobine = complex eiwit bestaande uit 4 subeenheden (2x α-eenheden en 2 βeenheden) → bindt aan 4 O2-moleculen. Elke subeenheid bevat een globuline (eiwit) en een haemgroep (bevat Fe2+) Haemgroep bindt aan O2! Beenmergstamcellen vermenigvuldigen zich en geven aanleiding tot pro-erytroblasten. Pro-erytroblasten rijpen en differentiëren tot erytrocyten! Tijdens rijpen verliezen cellen hun kern, endoplasmatisch reticulum en mitochondriën. Erytropoëtine = eiwit (hormoon) dat geproduceerd wordt in de nieren en de aanmaak van rode bloedlichaampjes regelt. Erytropoëse = aanmaak van rode bloedlichaampjes. Rode bloedlichaampjes worden voornamelijk afgebroken in lever en milt: - Globuline deel wordt in lever afgebroken tot aminozuren. - Haemgroep wordt gebonden aan plasma-eiwitten.
Leukocyten = witte bloedcellen - Kerndragende bloedcellen - Variabel in grootte en vorm 33
-
-
-
Aantal stijgt bij infectie! → verdediging tegen indringers! Soorten: - Polynucleaire leukocyten = granulocyten (67%) - Mononucleaire leukocyten = monocyten (4%) en lymfocyten (30%) Granulocyten: - Worden aangemaakt in beenmerg - Bevatten meerlobbige kern - Bevatten korrels in cytoplasma: - Neutrofielen (kleurbaar met neutrale kleurstof): lokale infecties - Eosinofielen: zorgen voor lichaamsverdediging tegen parasieten, spelen belangrijke rol bij allergische reacties. - Basofielen: zorgen voor ontstekingsreactie en allergische reactie door vrijgeven van histamine. - Kunnen bloedbaan verlaten en migreren doorheen bindweefsel naar wonden of infectiehaarden. - Neutrofielen en eosinofielen spelen belangrijke rol bij fagocytose van antigeenantilichaam complex! Monocyten: - Bevatten niervormige kern - Cytoplasma is weinig gekorreld. - Worden aangemaakt in beenmerg - Spelen belangrijke rol in tweede fase van ontsteking. - Zijn macrofagen! - Zorgen voor fagocytose van virussen, bacteriën en afgestorven weefsel. - Lymfocyten: - Produceren antistoffen - Vallen cellulaire antigenen aan. - Ontstaan in beenmerg en rijpen in lymfoïde organen. - Soorten: T-lymfocyten: regulatoren van immunologische systeem! - Tc-lymfocyten = cytotoxische cellen - Th-lymfocyten = helpercellen - Ts-lymfocyten = surpressorcellen B-lymfocyten: deelt na contact met vreemd antigeen → 2 soorten - Plasmacellen: produceren antilichamen specifiek voor antigeen - Geheugencellen: blijven bestaan na genezing en hebben wakende functie. Non B- non T-lymfocyten: - Tk-lymfocyten = killercellen: vernietigen cellen bezet met antilichamen. - Tnk-lymfocyten = Natural Killercellen: breken vreemde cellen af zonder antilichamen. 34
Thrombocyten = bloedplaatjes - Celfragmenten! - Ontstaan in rode beenmerg door uit elkaar vallen van megakaryocyten. - Korte levensduur - Belangrijke rol in bloedstolling!
Plasma Mengsel van: - Water (90%): oplosmiddel - Eiwitten (6-8%): bloed bevat verschillende eiwitten met specifieke functies: - Alumbine → osmotische balans en pH-buffering - Fibrinogeen → stolling - Immunoglobulinen (antilichamen) → verdediging - Ionen: zorgen voor osmotische balans, pH-buffering, regulatie van membraanpermeabiliteit. - Stoffen getransporteerd door bloed: - Suikers - Vetten - Hormonen en vitaminen - Afvalstoffen Plasma zonder fibrinogeen = serum!
Bloedstolling -
Fasen van bloedstelping: 1. Vasoconstrictie = vaatvernauwing: a. Primaire vasoconstrictie b. Secundaire vasocunstrictie 2. Aggregatie van bloedplaatjes → vormen prop 3. Bloedstolling (aggregatie van bloedplaatjes + bloedstolling = dichten van wonde) 4. Terugtrekken en oplossen van bloedklonter = helen van wonde
35
