CELLEER: HOOFDSTUK 1 & 2

Question 1

Van welke 2 factoren is de celgrootte afhankelijk?

Answer 1

1. verhouding oppervlakte/ volumeAls een cel in grootte toeneemt neemt
   het oppervlak tot de 2e macht toe maar
   het volume tot de 3e macht.
2. mate waarin de kern als controlecentrum
   de rest van de cel kan dirigerenAls een cel toeneemt komen meer
   onderdelen verder van de kern te liggen
   waardoor een juiste coördinatie
   moeilijker wordt. Hoe groter de cel, hoe
   minder actief en dus hoe lager het
   metabolisme.

Question 2

Wat kan je vertellen over het cel volume?

Answer 2

Het cel volume is onafhankelijk van de afmetingen van het individu.

• levercellen van een muis en rund hebben
  ongeveer de zelfde afmetingen
• het verschil in orgaangrootte is dus niet te
  wijten aan het cel volume maar aan het
  aantal cellen.

Question 3

Wat is epigenietica?

Answer 3

Epigenetica is de studie van variaties in genen die kunnen optreden zonder wijzigingen in de DNA sequentie.

Elke cel in het lichaam heeft hetzelfde DNA maar toch zijn er tussen verschillende cellen verschillende fysieke kenmerken.

Epigenetica zorgt voor deze
werkverdeling door genen aan of uit te zetten waardoor bepaalde basen van een gen toegankelijk of ontoegankelijk gemaakt worden voor de kopie van DNA naar RNA door moleculaire start en stop markeringen op het DNA.

Question 4

Welke 2 soorten celvormen bestaan er?

Answer 4

Vrije cellen met een wisselende vorm:

• WBC moeten door kleine openingen in
  de bloedbaan om infectie haarden te
  bereiken, ze hebben dus een wisselende
  vorm nodig om te kunnen bewegen.

Vrije cellen met constante vorm:

• zaadcellen bewegen met behulp van een
  flagel

Vaste cellen van een meercellig organisme:

• de vorm van epitheelcellen wordt
  hoofdzakelijk bepaald door functionele
  differentiatie en de invloed van de
  omgevende cellen

Question 5

Wat is cellulaire differentiatie?

Answer 5

Cellulaire differentiatie is het proces waarbij de cel verandert van het ene celtype naar het andere.

(meestal naar een meer gespecialiseerd celtype)

Dit proces maakt specialisatie van de cellen mogelijk.

De in de eicel opgeslagen genetische code bevat de info die nodig is om verschillende eiwitten in verschillende weefsels tot productie te laten komen (= expressie) en dus morfologische en functionele verschillen tot stand te brengen.

Question 6

Welke eigenschappen van de cel veranderen als de cel differentiatie ondergaat.

Answer 6

• de celgrootte
• de vorm
• het membraanpotentiaal
• de metabole activiteit
• de reactie op signalen

Question 7

Hoe wordt de celcyclus geregeld en wat bepaald de mate van groei tijdens de celcyclus?

Answer 7

De regeling vindt plaats door een evenwicht tussen groeibevorderende en
groei remmende factoren.

De regeling van het moment waarop de fasen beginnen, alsook de duur van iedere
fase, bepaalt de mate van groei.

Question 8

In welke abnormale soorten groei kan de celcyclus resulteren?

Answer 8

Hyperplasie = vergroting van het orgaanvolume door een toename van het aantal cellen

Hypertrofie = vergroting van het orgaanvolume door een toename van het cel volume

Hypotrofie/ atrofie = het orgaan zal in volume afnemen omdat er geen of onvoldoende groei is om het verlies van afgestorven cellen te compenseren.

tumorvorming = ongewenste groei die veroorzaakt wordt door een verstoring van de celcyclus.

Question 9

In welke verschillende fasen verloopt de celcyclus?

Answer 9

S-fase = DNA duplicatie
G2-fase = cel bereidt zich voor op de
celdeling (= de mitose)
M-fase = mitotische celdeling
G1-fase = celgroei en voorbereiding op een
eventueel volgende S-fase

Question 10

Welke 3 differentiatiegraden hebben stamcellen?

Answer 10

Totipotente stamcellen:
- cellen die kunnen uitgroeien tot een
compleet organisme en extra
embryonaal weefsel (placenta)
- bevruchte eicel (zygoot)

Pluripotente stamcellen:
- deze stamcellen kunnen differentiëren
tot cellen van alle 3 de kiemlagen van
het embryo.
- Er zijn verschillende bronnen voor deze
stamcellen: via embryo’s, foetussen,
therapeutisch klonen of door
gedifferentieerde cellen terug te
programmeren in induced Pluripotent
stem cells (iPSC’s).

Multipotente stamcellen:
- stamcellen die maar tot een beperkt
aantal celtypes kunnen differentiëren
- volwassen stamcellen zijn nog niet-
gedifferentieerde of niet-
gespecialiseerde cellen die na de
geboorte voorkomen in een
gespecialiseerd weefsel van het
organisme = nodig om bepaalde cellen
met een korte levensduur te verversen
- vb: hematopoëtische stamcellen
staan in voor de aanmaak van RBC,
WBC en bloedplaatjes
hematopoëtische stamcellen zitten
in beenmerg, bloed e
navelstrengbloed

Unipotente stamcellen:
- Unipotente stamcellen zijn in staat om
1 welbepaald type gedifferentieerde cel
te maken

Question 11

Welke verschillende soorten celpopulaties zijn er?

Answer 11

Sporadisch delende celpopulaties:
- na beschadiging van deze weefsels
worden de cellen vervangen door een
ander celtype (bv door bindweefsel)
- hiertoe behoren zenuw- en spiercellen

Stabiele celpopulaties:
- cellen die pas opnieuw gaan delen als
vervanging nodig is na beschadiging of
ziekte (bv de levercellen)

vernieuwende celpopulaties:
- cellen die voortdurend blijven delen
omdat de behoefte aan vervanging blijft
bestaan door verlies van de
oppervlakkige laag of door een beperkte
levensduur
- hiertoe behoren de cellen van de huid,
het darmslijmvlies en van in het
bloedvormend weefsel in het beenmerg

Question 12

Leg het proliferatie proces van een stamcel uit.

Answer 12

proliferatie = celdeling

De celdeling van een stamcel kan resulteren in 2 soorten cellen:
- nieuwe stamcellen om de
stamcelpopulatie in stand te houden
- gecommiteerde stamcellen (=
dochtercellen) die na een aantal
delingen differentiëren tot een
gespecialiseerd celtype

Bij de zelf vernieuwde stamcel is er plasticiteit terug te vinden = gedifferentieerde stamcellen die toch kunnen “ont”-diferentiëren en andere type cellen kunnen maken.

Question 13

Wat is apoptose en necrose en wanneer komen deze voor?

Answer 13

Apoptose = geprogrammeerde celdood

• proapoptotische eiwitten in de
  mitochondriën blijven inactief zolang de
  cel voldoende stimulerende signalen van
  andere cellen ontvangt
• als deze signalen wegvallen worden de
  proapoptotische eiwitten geactiveerd tot
  eiwitsplitsende enzymen die de cel
  zullen afbreken waardoor deze in
  fragmenten uit elkaar valt
• deze fragmenten worden opgeruimd
  door andere cellen met behulp van
  fagocytose = geeft geen afval
• vb: tijdens ontwikkeling (handjes) en bij
  RBC (sterven automatisch na hun
  levensduur van 120 dagen)

Necrose = vervroegde celdood

• necrose kan veroorzaakt worden door
  virussen, bacteriën, gifstoffen, tekort aan
  voedingsstoffen of zuurstof en de
  ophoping van afvalstoffen
• treedt op als de cel blootgesteld wordt
  aan extreme condities
• veroorzaakt een ontstekingsreactie
  doordat de WBC een chemotaxis
  uitvoeren en er hierdoor een stroom van
  cellen richting de ontsteking zal gaan

Question 14

Wat is homeostase en wat is het gevolg van een verstoring van de homeostase?

Answer 14

Homeostase is een dynamisch proces dat de samenstelling van het interne milieu reguleert.

Het proces zorgt voor een evenwichtige samenstelling van bloed en weefselvloeistof.

Een verstoring van de homeostase leidt tot afwijkende waarden en bijgevolg dus tot schade en ziekte.

Question 15

Wat is de embryonale periode?

Answer 15

De embryonale periode is de periode tot 10 weken na de conceptie.

In deze periode is er samenspel van celdeling, selectieve celdood en differentiatie van groepen cellen tot weefsels en organen.

Hierbij zijn in elke cel duizenden genen betrokken. De activiteit van deze genen is afhankelijk van de erfelijke en epigenetische factoren.

epigenetische factoren = niet erfelijke factoren zoals bv de concentratie van stoffen die via de placenta in de bloedsomloop van de foetus terechtkomen.
= Kinderen van ondervoede moeders
hebben later meer kans op obesitas en
diabetes type 2

Question 16

Welke factoren, die in verband staan met de homeostase, moeten binnen nauwe grenzen gehouden worden?

Answer 16

• de kerntemperatuur
• de water- en elektrolytenhuishouding
• de zuurtegraad (pH) van
  lichaamsvloeistoffen
• het bloedsuikergehalte
• de bloed- en weefselzuurstof
• het koolstofdioxidegehalte
• de bloeddruk

Question 17

Hoe wordt de homeostase gereguleerd?

Answer 17

De homeostase kan gereguleerd worden via de bloedstroom.

De doorbloeding van uitwisselingsorganen zorgt er door uitwisseling met het uitwendig milieu voor dat de samenstelling van het bloed en dus ook van de weefselvloeistof, constant gehouden wordt.

Homeostatisch proces past zich voortdurend aan aan het metabolisme en de afvalproductie in het weefsel in samenhang met de mate van weefselactiviteit.

De bloedsomloop moet dus constant gereguleerd worden zodat er voldoende bloed naar actieve weefsels gaat en niet te veel naar weefsels die er op dat moment geen behoefte aan hebben.

werking van het regulatiesysteem:

prikkel -> receptor -> besturingssysteem -> effector -> reactie

(vb: koude -> thermostaat -> controlecentrum boiler -> boiler -> warmte)

Question 18

Welke 2 soorten feedbacksystemen zijn er die homeostase kunnen beïnvloeden?

Answer 18

Negatieve feedbacksystemen:
- zorgen voor een afname van het effect
van de oorspronkelijke stimulus
- vb: regulatie van het bloedsuikergehalte

Positieve feedbacksystemen:
- zorgen voor een versterking van het
effect van de oorspronkelijke stimulus
- vb: baarmoedercontracties bij de
bevalling ( is geen mechanisme om
de homeostase op punt te stellen
omdat het stopt bij het eindpunt

Question 19

Waarom is water een absolute voorwaarde voor het voortbestaan van cellen?

Answer 19

Alle stoffen die doorheen het membraan getransporteerd moeten worden zin opgelost in water, zowel extracellulair als intracellulair.

• goed oplosmiddel
• goed milieu voor biochemische
  reacties (veel reacties in het lichaam zijn
  hydrolytische splitsingsreacties en hebben
  dus water nodig)
• heeft lage viscositeit (opgeloste deeltjes
  en water zelf bewegen zich makkelijk
  voort van hoge naar lage concentratie)
• heeft een grote warmtecapaciteit
  (lichaamswater kan veel warmte opnemen
  zonder zelf sterk in temperatuur te stijgen
• heeft goed warmtegeleidingsvermogen
  (hierdoor wordt de warmte die door cellen
  gecreëerd wordt sneller afgevoerd zodat
  ze zichzelf niet opwarmen)
• heeft een hoge verdampingswarmte (het
  kost meer dan 2000 kJ om 1 l water
  te verdampen. Door verdamping van
  water (zweet) kan vanuit het lichaam
  veel warmte aan de omgeving worden
  afgegeven)

Question 20

Waarom is de samenstelling van de interstitiële vloeistof van de mens vergelijkbaar met historisch zeewater?

Answer 20

Vrij in water levende eencellige organismen wisselen hun stoffen uit met het
omringende oppervlaktewater

Bij de cellen van een meercellig organisme is ook deze oorspronkelijke leefsituatie van het eencellige organisme terug te vinden, doordat elke cel wordt omgeven door een minuscuul (< 1 µm) vochtlaagje in de ruimte tussen de cellen (= extracellulaire ruimte/ interstitium)

In het interstitium is extracellulaire vloeistof/ weefselvocht aanwezig waarvan het totale volume bij volwassenen 10-15 l bedraagt = inwendige milieu,
omdat dit het overblijfsel is van het uitwendige milieu van de eencellige
organismen waaruit de meercellige zich hebben ontwikkeld.

samenstelling van ons weefselvocht is kwalitatief vergelijkbaar met die van zeewater, maar de totale concentratie van de zouten in de menselijke weefselvloeistof is veel lager.

Question 21

Wat zijn de uitwisselingsorganen in het lichaam?

Answer 21

longen voor opname en afgifte van gassen

spijsverteringskanaal voor de opname van vloeistoffen en vaste stoffen

nieren voor de afgifte van vloeistoffen en vaste stoffen

Question 22

Bespreek de opbouw van het plasmamembraan in cellen.

Answer 22

Het plasmamembraan is hoofdzakelijk opgebouwd uit 3 belangrijke structuren:

lipiden:
- voornamelijk fosfolipiden die een
dubbele laag vormen

eiwitten:
- zowel integrale als perifere eiwitten
functies van membraaneiwitten:
- bouwelement
- transportstructuur
(pomp/ionenkanaal/carriers)
- receptor
- enzymen

glycocalyx:
- dunne filamenteuze laag (cell coat)
- bestaat hoofdzakelijk uit vertakte
filamenten die vastzitten op de naar
buiten puilende globulaire eiwitten
- voornamelijk opgebouwd uit
glycoproteïnen
functies van de glycocalyx:
- bescherming plasmamembraan tegen
chemische en fysische invloeden
- transmembranair transport (pinocytose
en fagocytose)
- celadhesie
- contactinhibitie
- herkenningsmechanisme (oppervlakte-
antigenen bevinden zich in de
glycocalyx)

Question 23

Leg het begrip toniciteit uit.

Answer 23

Toniciteit is het vermogen van cellen om door osmose hun vorm en spanning op de celwand te veranderen.

Question 24

Leg het begrip cytolyse uit.

Answer 24

Door de aanwezigheid van niet-permeërende deeltjes in de intracellulaire vloeistof neemt de cel water op, zwelt en zal uiteindelijk barsten.

Bij RBC wordt dit ook wel hemolyse genoemd.

Question 25

Welke verschillende intercellulaire verbindingen zijn er?

Answer 25

• tight junction (zonula occludens)
• intermediaite junction (zonula adhaerens)
• gap junction (nexus)
• desmosoom (macula adhaerens)
• hemidesmosoom

Question 25

Wat zijn typische kenmerken voor een tight junction?

Answer 25

• strengen van integrale membraaneiwitten
  die de cel volledig omsluiten
• verschillende cellen zijn verbonden door
  een aantal dwarsverbindingen met
  dezelfde opbouw
• sluit de intercellulaire ruimte volledig af
• verhindert de vrije doorgang van
  moleculen tussen de epitheelcellen
• ondoorlaatbare/ impermeabele junctie
• hierdoor kan een inwendig milieu in stand
  gehouden worden dat chemisch
  verschillend is van het uitwendig milieu
• spelen rol in het behoud van de
  structurele en functionele cel polariteit
• vormen fysische hinderpaal voor membraanproteïnen die migreren in het vlak van de dubbele fosfolipidenlaag
• zo ontstaat in het darmepitheel geen mengeling van de proteïnen die instaan voor de absorptie van voedingsbestanddelen uit het lumen met
  de proteïnen die tussenkomen bij de afgifte van stoffen aan het inwendig milieu

Question 26

Wat zijn typische kenmerken voor een intermediate junction?

Answer 26

• bandvormige structuren die de cel
  volledig omsluiten
• zorgt voor adhesie tussen cellen
• bevordert mechanisme/ fysische
  integriteit van celgroepen
• plasmamembranen van naburige cellen
  lopen evenwijdig
• intercellulaire ruimte wordt overbrugt
  door transmembranaire proteïnen (=
  cadherinen)
• intracytoplasmatisch zijn de cadherinen
  vastgehecht aan actinefilamenten
• actinefilamenten vormen bundels die de
  cel volledig omsluiten
• alle bundels actinefilamenten zijn zo
  verbonden van cel tot cel door de
  cadherinen
• geheel van actinefilamenten is potentieel
  contractiel waardoor het epitheel
  spanning kan ontwikkelen en van vorm
  kan veranderen
• maken reproduceerbare contracties en
  relaxaties van een samenhangend weefsel
• vouwproces van de organen tijdens de
  embryogenese

Question 27

Wat zijn typische kenmerken voor een desmosoom?

Answer 27

• vlekvormige celjuncties
• zorgt voor adhesie tussen cellen en
  bevordert de mechanische integriteit van
  celgroepen
• intercellulaire ruimte wordt overbrugt
  door cadherinen
• intracytoplasmatisch zijn de cadherinen
  vastgehecht op een desmosoomplaat
• intracellulair zijn op de desmosoomplaat
  ook intermediare filamenten vastgehecht
  (bij epitheelcellen worden dit de
  tonofilamenten genoemd)
• tonofilamenten kunnen vrij eindigen in
  het cytoplasma of kunnen het cytoplasma
  doorkruisen en zich vasthechten op een
  ander desmosoom
• hierdoor kunnen intermediaire filamenten
  van naburige cellen met elkaar verbonden
  zijn door cadherinen en
  desmosoomplaten waardoor een
  doorlopend netwerk van tonofilamenten
  in het epitheel gevormd wordt

Question 28

Wat zijn typische kenmerken voor een hemidesmosoom?

Answer 28

• komen voor aan de basale zijde waar
  epitheelcellen op onderliggend weefsel
  rusten
• verbinden de epitheelcellen met het
  onderliggende basale membraan
• opgebouwd uit een
  desmosoomplaat met aangehechte
  tonofilamenten en transmembranaire
  proteïnen (= intergrinen)
• de integrinen zijn extracellulair
  vastgehecht aan lamine (komt voor in het
  basale membraan)
• Epithelen blootgesteld aan sterke
  mechanische trekkrachten,
  zoals het epitheel van mondholte, huid,
  vagina en darm zijn zeer talrijk aan
  desmosomen en hemidesmosomen

Question 29

Wat zijn typische kenmerken voor een gap junction of nexus?

Answer 29

• vlekvormige celjunctie
• intercellulaire ruimte wordt overbrugt
  door cilindervormige
  intercytoplasmatische kanaaltjes
• wand van de kanaaltjes is opgebouwd uit
  connexonen (integrale
  membraanproteïnen) van de 2 naburige
  cellen
• 1 connexon bestaat uit 6 connexinen
• doorlaatbaarheid van de nexus wordt
  bepaald door de concentratie Ca-ionen vrij
  in het cytoplasma
• pathologische verhoging van Ca-ionen in
  een cel leidt tot functionele ontkoppeling
  van deze cel tov de naburige cellen
• hebben geringe elektrische weerstand
  waardoor ze elektrische impulsen op een
  vlugge manier en quasi onverzwakt
  kunnen doorgeven tussen cellen
• belangrijk bij de verdeling van
  voedingsstoffen in het embryonaal
  stadium waarbij het circulatiesysteem nog
  niet functioneel is
• uitwisselen van stoffen langs nexi is ook
  belangrijk bij de regulatie van groei en
  differentiatie van groepen cellen en bij de
  coördinatie van celactiviteiten
• de synchronisatie van de contracties van
  hartspiercellen en gladde spiercellen bij
  darmperistaltiek berust op de
  aanwezigheid van talrijke nexi tussen de
  spiercellen

Question 30

Wat is de O-W verhouding van een membraan?

Answer 30

O-W verhouding staat voor olie-water verdelingscoëfficiënt

het geeft aan hoe een stof die in contact is gebracht met een mengsel van water en olie zich verdeelt over beide oplosmiddelen

Hoe hoger de O-W verhouding, hoe makkelijker een stof door de lipidelaag kan diffunderen

Is een manier om het hydrofobe of hydrofiele karakter van een stof te kwantificeren

Question 31

Voor welke soorten stoffen is het plasmamembraan van een cel al dan niet permeabel?

Answer 31

hydrofobe/ apolaire stoffen kunnen makkelijk door de lipidewand dringen

hydrofiele/polaire stoffen (vooral de geïoniseerde) kunnen slechts traag of helemaal niet door de lipidelaag dringen

de lipidemembraam is relatief permeabel voor gassen en voor kleine polaire, niet-geïoniseerde verbindingen.

het is niet permeabel voor groot moleculaire polaire stoffen en ionen
- hebben een transporteiwit nodig voor
transmembranair transport

Question 32

Wat zijn de verschillen tussen transport via kanalen/ poriën of transport met carriers?

Answer 32

Deze 2 vormen van passief transport verschillen op basis van hun selectiviteit en transportcapaciteit.

carrier transport is selectiever dan kanaaltransport.
- carriers zijn slechts doorlaatbaar voor 1
specifiek substraat doordat ze een
chemische binding vereisen tussen de
carrier en te transporteren stof

kanaaltransport heeft een hogere transportcapaciteit dan carrier transport.
- als alle carriers bezet zijn is het
transportmaximum bereikt

Question 33

Aangezien water polair is kan het slechts traag door het lipidemembraam dringen.
Hoe komt het dat osmotische processen in rode bloedcellen en epitheelcellen van de darm of nier 20x sneller verlopen?

Answer 33

Deze cellen beschikken over kanalen voor de diffusie van water.

Het waterkanaal is opgebouwd uit het eiwit aquaporine.

Question 34

Wat is een antiportsysteem?

Answer 34

Bij een antiportsysteem zullen 2 stoffen gelijktijdig doorheen het membraam diffunderen maar in verschillende richting.

vb: Na/K pomp

Question 35

Wat is een symportsysteem?

Answer 35

Bij een symportsysteem zullen 2 stoffen gelijktijdig doorheen het membraan diffunderen in de zelfde richting.

De ene stof lift mee met de andere stof door het membraan.

Question 36

Hoe wordt de zeer lage intracellulaire concentratie aan calcium ionen gehandhaafd?

Answer 36

secundair transport gekoppeld aan Na/K pomp
- antiportsysteem aangedreven door de
concentratiegradiënt voor Na+ ionen

Na+/ Ca2+ uitwisselaar
- energie die Na+ ionen verliezen bij het
passief instromen van de cel wordt
gebruikt om Ca2+ ionen uit de cel te
pompen

specifiek ATP-afhankelijk pompsysteem
- pompt Ca 2+ ionen door celmembraan
naar buiten
- membranen van mitochondriën en van
het endoplasmatisch reticulum (ER),
beschikken ook over zo een pomp
waardoor deze tijdelijk Ca2+ ionen
kunnen opslagen.

Question 37

Hoe wordt de H+ ionenconcetratie intracellulaire pH geregeld?

Answer 37

Hiervoor zijn 3 mechanismen voorhanden die in verschillende weefsels in verschillende mate tot uiting komen:

Na+ / H+ uitwisseling
- antiportsysteem dat aangedreven wordt
door de Na+ ionen die de cel instromen
en daarmee energie leveren om H+
ionen tegen hun concentratiegradiënt
uit de cel te pompen

Na+ / HCO3- cotransport
- HCO3- ionen gaan binden aan de Na+
ionen en kunnen zo mee de cel
instromen
- intracellulair gaan deze HCO3- ionen
binden met de H+ ionen en zo koolzuur
vormen (H2CO3)
- dit koolzuur gaat vervolgens uit elkaar
vallen in CO2 en H2O
- dit leidt tot een daling van de H+
ionenconcentratie en dus een stijging
van de intracellulaire pH
- zal dus in werking treden als de
intracellulaire pH dreigt te verzuren

Cl- / HCO3 uitwisseling
- antiportsysteem dat vooral in actie zal
komen bij een dreigende pH stijging
- zal dus in werking komen als de
intracellulaire pH te basisch wordt