Cellens kalciumhomeostas Flashcards
Hur ser cellmembranets permeabilitet ut för olika molekyltyper (i fallande ordning)?
- Hydrofoba molekyler (O2, CO2, N2, steroider, hormoner)
- Små oladdade polära molekyler (H2O, urea, glycerol, NH3)
- Stora oladdade polära molekyler (glukos, sukros)
- Joner
Vilka sorters membrantransportproteiner finns det?
Transportörer/pumpar samt kanaler.
Hur fungerar transportörer/pumpar?
Genomgår konformationsförändringar för att förflytta joner/molekyler från ena till andra sidan av membranet.
Hur fungerar kanaler?
Bildar en genomgående por som medger oerhört snabb förflyttning av joner/molekyler över membranet.
Hur skiljer sig kinetiken för diffusion genom transportörer och kanaler?
För transportmedierad diffusion kommer Km ligga lägre samt ge en parabol hastighetskurva medan kanalmedierad diffusion kommer att se likadan ut som för enkel diffusion - hastigheten ökar proportionellt mot koncentration av molekylen som ska förflyttas.
På vilka sätt kan en aktiv transport drivas?
- Kopplad transport - symport eller antiport
- ATP-driven pump
- Ljusdriven pump (finns inte hos människan, men kan liknas vid redox-drivna transporter i mitokondrien)
Hur kan transporten av laddade ämnen påverkas?
Av koncentrationen och membranpotentialen - alltså den elektrokemiska gradienten. Det uppkommer som en balans mellan dessa som avgör hur stor drivkraften för transport blir.
Hur ser jonkoncentrationsskillnaderna ut mellan den intracellulära och den extracellulära miljön ut?
Intracellulärt: •140mM K+ •14 mM Na+ • 0,0001 mM Ca2+ •6 mM Cl- • pH 7,0
Extracellulärt: • 5 mM K+ •140 mM Na+ • 1 mM Ca2+ •120 mM cl- • pH 7,4
Hur uppstår olikheter i jonkoncentration i den intra- och extracellulära miljön?
Genom olika transportörer där Na/K-ATPaser är den viktigaste.
Hur kan natriumgradienten i cellen användas?
- Ta in näringsämnen i cellen. Exempelvis glukos kan transporteras in över tarmepitelet via en Na+-driven glukossymport.
- Reglera pH genom exempelvis antiport av H+
- Kalciumtransport via Na/Ca-exchanger.
Varför är K+-nivåerna i cellen viktiga?
K+-gradienten i kombination med kanaler för K+ är grunden för cellernas vilopotential. Kaliumkanaler är öppna i vilobetingelser vilket leder till att kalium läcker ut ur cellen och ger ett överskott av positiva laddningar på cellens utsida.
Var mäts den elektriska potentialen?
På cellens insida med dess utsida som referens.
Vilken är vilopotentialen hos dne inaktiva cellen?
-50 till -90 mV
När uppstår jämviktspotential för ett jonslag?
Då den kemiska kraften (skapad av koncentrationsgradienten) och den elektriska kraften (skapad av membranpotentialen) är lika stora så att det inte längre sker något nettoflöde av joner över membranet. Kan beskrivas med Nernst ekvation.
Hur ser Nernst ekvation ut (förenklad)?
V =61/z * log konc(ut)/konc(in)
Jonerna kommer att röra sig passivt genom kanaler i membranet i den riktning som leder till jämvikt.
Vilka processer styrs av Ca2+-koncentrationen i cytoplasman?
Äggfertilisering, celldelning, kemotaxis, cilie- och flagellrörelser, muskelkontraktion, metabola enzymer, neurotransmitterfrisättning, endokrin hormonfrisättning, exokrin sekretion, fagocytos mfl.
Signalen kommer att utgöras av en ökning av kalcium i cytoplasman och processerna kan gå på millisekunder till timmar.
Varför kan högre Ca2+-koncentrationer än normalt vara problematiskt?
Det kan inducera apoptos eller nekros som vid tex stroke eller hjärtinfarkt.
Vad händer med kalciumnivåerna vid befruktning av en äggcell?
Vid befruktningsögonblicket kommer en kalciumökning att sprida sig som en våg genom ägget. Detta sätter igång processer som gör att andra spermier inte kan befrukta ägget och att processen att skapa ett embryo sätts igång.
Hur högt kan kalcicumkoncentrationerna stiga efter stimulering?
500-1000nM (ibland över 10 uM)
Varför är cellens kalciumkoncentration så låg?
- Väldigt lite tillförsel av kalcium kommer att leda till en stor koncentrationsändring - möjliggör snabba förändringar.
- Fosfatnivåerna måste vara höga och om kalcium reagerar med fosfat bildas en svårlöslig utfällning.
Vilka är de tre transportörerna som framförallt ser till att hålla den cytoplasmatiska Ca2+-koncentrationen låg och vad kännetecknar dessa?
• PMCA. Plasmamembranets Ca2+-ATPas.
- hög affinitet
- låg kapacitet
- mer basal underhållning
•Na/Ca-exchanger. Byter 3 Na+ mot 1 Ca2+.
- låg affinitet
- hög kapacitet
- för snabb återställning
•SERCA. Sarco-endoplasmatiska retiklets Ca2+-ATPas.
- håller cytoplasmatiska koncentrationer låga genom att fylla på depåer i ER/SR.
Hur utlöses en ökning av Ca2+-koncentrationer i cytoplasman?
- Öppning av Ca2+-kanaler i plasmamembranet
* Öppning av Ca2+-kanaler i intracellulära förråd, särskilt ER.
På vilka sätt kan öppning av jonkanaler i plasmamembranet styras?
Kanalerna kan vara:
• Spänningsstyrda
• Ligandstyrda (extracellulär eller intracellulär ligand)
•Mekaniskt styrda
Hur fungerar NMDA-receptorn?
Det är en glutamatreceptor i CNS som är betydelsefull för inlärning genom deltagande i long-term potentiation men kan också orsaka hjärnskada vid stroke och andra tillstånd. Denna är en ligandstyrd Ca2+-kanal med glutamat som ligand, som i vanliga fall är inaktiverad av en Mg+ som kommer att förflyttas vid en depolarisering. Ca2+ kan strömma in vilket kommer att leda till att fler AMPA-receptorer integreras i plasmamembranet.
