Examenvragen Hoofdstuk 5: Transport van kleine mol., Na+ en H2O PDF

Preview

Summary

Download Examenvragen Hoofdstuk 5: Transport van kleine mol., Na+ en H2O PDF

Description

Hoofdstuk 5: Transport van kleine mol., Na + en H2O Vraag 1: Bespreek simpele diffusie overheen plasmamembraan versus gefaciliteerde diffusie, inclusief formule voor simpele diffusie en carrier gemedieerde diffusie. Als vb carrier gemedieerde diffusie, geef de 3 belangrijkste transporters/pompen die de intracellulaire [Ca] laag houden in rust en bespreek kort mechanisme van regulatie. Wet v. Fick: Mol. vloeit in richting die zijn c-gradiënt teniet doet => Drijvende kracht = elektrochemische gradiënt Simpele diffusie Diffusie v/e een ongeladen, hydrofobe molecule doorheen de lipidemembraan. ● Flux door de membraan = lineair met concentratiegradiënt Jx = Px * ([x]out-[x]in) = [mol/cm2.s] ○

met Px = D.β/d = permeabiliteit

De permeabiliteit = afhankelijk v/d diffusiecoëfficiënt v/d mol., de oplosbaarheid v/d mol. in de membraan en de dikte v/d membraan.

Gefaciliteerde diffusie Diffusie van geladen/hydrofiel mol. => Niet zomaar door hydrofoob membraan ● Gefaciliteerd door integrale membraanproteïnen: poriën, kanalen en carriers. ○ Porie = altijd open ○ Kanaal opent/sluit actief door stimuli = Gating proces door Δmembraanpotentiaal, Δ in [interne messenger], ligand activatie en mechanische activatie (membraanspanning) ○ Carriers: Nooit tegelijk langs beide uiteinden open, steeds langs 1 kant. ■ Cyclus: open langs buiten: mol. bindt op bindingsite => Sluit langs buiten en Opent langs binnen => mol. komt los v. bindingsite Opm: ook van binnen naar buiten ■ Tegen elektrochemische gradiënt => Carrier opent langs binnen, maar mol. komt niet los => ATP hydrolyse: verschuiving affiniteitscurve waardoor de mol. vrijkomt. Carrier gemedieerde diffusie ● Hyperbool verband tussen C-gradiënt en de flux ● Flux = afhankelijk v/d c-gradiënt, de affiniteit Km en de maximale flux

●

Jmax = maximale flux Km = Concentratie X waarbij de flux 50% v/h maximum is => Hoge affiniteit geeft lage Km waardes Saturatie: Eindig # carriers per membraan => Max. flux

Belangrijkste Ca2+ transporters/pompen ● PMCA = PlasmaMembraan Ca-ATPase ○ Gemoduleerd door Ca-calmoduline => Toename calciumaffiniteit => Lage KD ○ Transporteert calcium-ionen tegen hun elektrochemische gradiënt naar buiten. ○ Gebruikt energie in de vorm van ATP. ●

SERCA = SR en ER Ca-ATPase ○ Transporteert calcium-ionen tegen hun elektrochemische gradiënt om de ca2+ ionen op te slaan in intracellulaire compartimenten voor latere release. ○ 2 Ca2+ ionen per ATP hydrolyse

●

NCX = Na-Ca exchanger = Antiporter membraan proteïne in bijna alle cellen ○ Verwijdert calcium uit cellen met te hoge Ca concentraties, Bv. na excitatie=> Gebruikt E afkomstig v/d electrochemical gradient Na+: ■ Na+vloeit volgens zijn gradiënt de cel in, in ruil voor counter transport van Ca2+. ○ 1 Ca2+ ion naar buiten per 3 Na+ ionen => Elektrogeen ○ Kan omgekeerd werken

Vraag 2: Bespreek electro-chemische drijvende kracht voor diffusie en geef Nernst vergelijking (wat berekenen we met deze formule). Elektrochemische drijvende kracht voor diffusie = Verschil in chemische en elektrische Epot tussen het intra- en extracellulair milieu. ● Chemisch = C-gradiënt = Bij geladen en ongeladen mol.

●

Elektrische gradiënt = verschil in lading = enkel effect bij geladen mol.

-

E = transmembraanpot. Eout ≈ 0 Z = lading v/h ion

Opm: niet noodzakelijk in dezelfde richting ●

Flux gaat altijd richting het evenwicht: Geen NETTO flux => elektrische gradiënt = - chemische gradiënt

= Nernst vergelijking: Evenwichtspotentiaal = membraanpotentiaal waarbij de drijvende kracht 0 is => Effectieve elektrische kracht op het ion = Vm - Eevenwicht = membraanpot. - ...

Vraag 3: Primaire-actief transport: bespreek de cyclus van de Na/K-ATPase pomp en geef in enkele zinnen de contributie van de pomp bij het Gibbs-Donnan evenwicht. ●

Kenmerken Na/K-ATPase pomp ○ α- en β-subunit ■ α = katalytisch, medieert actief transport ■ β = essentieel voor samenstellen en targeting v/d pomp ○ 2 K+ naar binnen, 3 Na+ naar buiten => Elektrogeen ○ Gebruikt in sommige cellen ⅔ v/d geproduceerde E ○ Conformaties: ■ E1 => Binding Sites voor ionen naar IC zijde ■ E2 => Binding Sites voor ionen naar IC zijde

Cyclus 1. Pomp in E1 conformatie met ATP gebonden. 2. 3 Na+ ionen binden op de Na+ binding sites (hoge affiniteit voor Na+). 3. ATP hydrolyse => fosforylatie α-subunit => Conformatie verandering naar gesloten E1-P toestand. 4. Spontaan => E2-P toestand: Na affiniteit↓ => Na+ ionen komen vrij. 5. Leeg in E2-P toestand. 6. Binding van 2 K+ ionen aan de K+ binding sites (hoge affiniteit voor K+). 7. P verlaat α-subunit => Pomp sluit. 8. ATP mol. bindt op de gesloten pomp => E1 conf.: K+ affiniteit↓ => K+ionen komen vrij. Opm: Stap 4.: Binding Ouabain op ouabain binding site => Ouabain blok

Gibs-Donnan evenwicht H2O stroomt door de celmembraan zelf (afh. v/d permeatie) of via aquaporines, o.i.v. osmotische druk de cel in. NaCl influx volgens c-gradiënt in de cel => Stijging osmolariteit, waardoor H2O zal instromen en de cel zal zwellen. Actieve Na+ excretie door de Na/KATPase verlaagt de osmolariteit in de cel, waardoor geen zwelling zal optreden

Vraag 4: Bespreek secundair actief transport en geef Na-glucose transporter en mechanisme voor transepitheliaal transport van glucose vanuit lumen (darm) als voorbeeld. Secundair actief transport: Primair actief transport v/e andere mol. in of uit de cel geeft een elektrochemisch potentiaalverschil = E voor het secundair transport v/e andere molecule/ion ● Symport: 2 of meer moleculen worden in dezelfde richting getransporteerd. Vb. SLGT transporter ○ Na+-gradiënt gecreëerd door Na/K-ATPase => E voor glucose transport ● Antiport: 2 of meer moleculen in tegengestelde richting getransporteerd. Vb. NCX ○ 3 Na’s met gradiënt mee, 1 Ca tegen zijn gradiënt in => IC [Ca] laag houden. Transepitheliaal glucose transport in de darm 1. SGLT (Apicaal) ● Coöperatief bindingsmodel: De transport cyclus vereist binding van beide mol. ● [Glucose] darmlumen is lager dan in de epitheelcellen => Toch opname tegen de glucose-gradiënt in. ● Elektrochemische gradiënt v. Na+ die E levert om glucose mee in de cel te transporteren vanuit het darmlumen = symporter. 2. GLUT-Uniporter (Basaal) ● Glucose transport met zijn C-gradiënt mee 3. Na/K-ATPase (Baso-lateraal) ● Actief Na+ naar buiten waardoor de interne [Na+] laag blijft. => Elektrochemische Na+ gradiënt vanuit het darmlumen naar de epitheelcel....