transportør – Velkommen til studiehjelpen

Membrantransport

Eksocytose
Intracellulære vesikler smelter sammen med cellemembranen og frigjør innholdet sitt til ekstracellulært rom
Eksocytose tilfører lipider og proteiner og gjør at cellemembranens areal øker.
Endocytose
Opptak av innhold fra ekstracellulært rom ved innvaginering av cellemembranen
Endocytose gjør at cellemembranens areal minker.

Kiss and run

Cellemembranens hvilespenning er på ~-70mv. Vi finner Na+ hovedsakelig utenfor og K+ innenfor. Det er flere K+ lekkekanaler enn for Na+. Når K+ lekker ut blir det mer negativt inni cellen enn utenfor (likevektspotensialet for K+ er ~-90mv). Hvilespenningen er ~-70mv på grunn av Na+ som lekker inn. Na+/K+-pumpen opprettholder hvilepotensialet.

Intracellulært
K+ og andre organiske anioner
Ekstracellulært
Na+, Cl-, Ca2+

Elektrokjemisk potensiale for et ion kan regnes ut ved:
μ = RTln(co/ci) + zFEm
μ= potensial
R = universell gasskonstant
T= absolut ttemperatur
C = konsentrasjon på innside (i) og utside (o)
z = ionets ladning
F = Faradays konstant
Em = elektrisk potensialforskjell over membran

Ved elektrokjemisk likevekt skjer det ingen netto forflytning av ionet

Nernst likning gir likevektspotensialet til ionet (Em)

Ionet vil diffundere mot en elektrokjemisk likevekt (gjennom ionekanaler)
Ioner med størst permiabilitet får størst effekt på membranpotensialet
K+ som regel viktigst i kroppen (lekkasjestrøm)

Dersom likevekten var fordelt presist slik Gibbs-Donnan-modellen forutser ville vi fått et osmotisk trykk inn i cellen (pg.a. flere molekyler på innsiden). Dette får vi ikke fordi:

Cellen tåler ikke for stor innstrømning av vann.
Negativt ladde proteiner intracellulært balanseres av ekstracellulært Na+.
Lekkasje av Na+ over membranen pumpes ut igjen av Na+/K+-atpase (som er viktig for reguleringen av cellevolum).

Hvordan kan celler motvirke akutte volumforandringer?

Eksocytose
Spleise direkte med cellemembranen (totalspleising, ikke kyss og bail)
Om Na+/K+-ATPase hemmes, f.eks. av ouabain, vil cellene svelle
Akkumulering av nøytrale aminosyrer inni cellen
Produseres ved cellemetabolisme og påvirker ikke enzymfunksjon slik økte Ca2+/Na+-nivåer gjør
Regulering av vannkanaler (akvaporiner)

Foreleser: Linda Hildegard Bergersen

Ressurser
Presentasjon

Vanntransport, osmose, cellevolum

Cellemembranen består av porer og kanaler (glidende overgang)

Porer
Noen er alltid åpne
Brede nok til å slippe inn makromolekyler (f.eks. akvaporin, mitokondrisk pore usw.)
Kanaler
Kan reguleres ved stimulus eller åpen hele tiden (lekkasjekanal)
Brede nok bare for ioner (smale)

Kanaler hver som seg er selektive for f.eks. Na+, Cl-, K+, Ca2+, dvs. deltaker kun i sine egne prosesser. De diskriminerer på størrelse og polaritet. Vann klinger seg til ioners overflate og øker totalstørrelsen (fører også vann inn gjennom ionekanaler).

Hva menes med stimulus?

Elektrisk spenning
Signalmolekyl
Strekk i cellemembran

Aktiveringen er binær, altså ikke gradert (enten aktiv eller ikke), og forbigående, dvs. selvavsluttende.

Eksempel:
Slangegift lammer ofrene sine ved å regulere acetylkolinreseptorer (Na+ og K+ | viktig for nervesystemets funksjon).

Gap junctions: åpne celleforbindelser (direkte kobling). Permeable for organiske molekyler. Viktig for b.la. at molekyler og ioner skal kunne passere direkte til neste celle uten å gå via ekstracellulærmediet.

Vi har 13 typer akvaporiner som er forskjellige fra celle til celle (isoformer). De kan slippe gjennom opp til ~ 3*10^9 (3 milliarder) H2O-molekyler i sekundet. Utsiden av poren er hydrofob og innsiden hydrofil.

Vann har tre måter å slippe gjennom plasmamembranen:

Akvaporiner
Vannfylte ionekanaler (ved hydrasjonsskall, taxi / Uber)
Mellom fosfolipidene
Meget langsomt

Transport ved bærerproteiner

Fasilitert diffusjon
En passiv prosess
Primær og sekundær aktiv transport
Primær: bruker ATP (f.eks. Na+-K+-ATPase)
Sekundær: bruker elektrokjemisk gradient, kotransportører, utvekslere (f.eks. Na+-Ca2+-utveksler)

Glukosetransportører følger konsentrasjonsgradienten. I andre organer finnes det andre transportører enn for bare glukose siden hjerne og hjerte prioriteres ved f.eks. faste (mangel). Da må de andre organene kunne sustinere seg på andre energikilder.

Aktiv transport går mot konsentrasjonsgradienten (eller elektrokjemisk gradient) og er derfor en energikrevende prosess.

Høyere affinitet => lettere binding => raskere diffundering. Transportører kan mettes.

Kotransportører (symport): to stoffer i samme retning
Utvekslere (antiport): to stoffer i motsatt retning

Hvordan klarer cellen å øke overflaten ved volumøkning?

Folde ut overflatestrukturer
Endre fasong (mer som kule)
Spleise endomembraner (ved eksocytose)
Strekking av lipidlaget (~3%)

Foreleser: Linda Hildegard Bergersen

Ressurser
Presentasjon

Cellens avgrensning, ekstracellulært miljø

I cellemembranen har vi rafts, områder bestående av proteiner, sfingolipider, kolesterol usw. som kan forflytte seg, men også være forankret. Disse har trolig signalfunksjoner. Proteiner i membranen kan flyte sidelengs i en “todimensjonal lipidsjø” og utøver de fleste funksjonene.

Ioner passerer nesten ikke gjennom membranen i det hele tatt (av seg selv) fordi de er polare. Hydrofobe molekyler som O2, CO2, N2, steroider, noen hormoner usw., samt. små (og noen store) uladde polare molekyler som vann, urea, og glyserol kommer gjennom.

I membranen finner vi:

Membranprotein
Transportører
Forankringsmolekyler
Holder celler sammen, f.eks. epitelvev
Reseptorer
Enzymer

Membranproteiner er festet til membranen på ulike måter:

Transmembrane
Membrane-associated
Lipid-linked
Protein-attached

De er amfipatiske. Transmembrane proteiner har høyt innhold av hydrofobe aminosyrer som vender seg mot membranens indre. Aminosyrekjeden danner en alfa-heliks (spiral) med 3.6 aminosyrer per sløyfe. De kan flyte sidelengs, en egenskap som er viktig for fordelingen av membranproteiner med datterceller.

Hva begrenser forflytning av membranproteiner?
Cellekontakt

Cellens overflate er dekket av et lag med karbohydrater: glykokalyks (ganske tykt). Det har en beskyttende funksjon mot pH og mikrober.

Noen vev har mer ekstracellulær matriks enn celler: kollagenfibre i matriks kan gi vevet styrke. Proteiner danner en gelaktig grunnsubstans hvor næringsstoffer transporteres og diffunderer.

Celler forsøker hele tiden å opprettholde en homeostase, men til syvende og sist er det sirkulasjonssystemet (tilførsel av næringsstoffer og deponering av avfallsstoffer) som bestemmer (f.eks. hva denne er).

Av væske i kroppen har vi totalt 42L, hvorav 25L er i cellene og 17L i ekstracellulært rom. Med cellens nærmiljø menes det ekstracellulære rommet.

Foreleser: Erlend Arnulf Nagelhus

Ressurser
Presentasjon