1. Homeostase

Question 1

Wat is homeostase?

Answer 1

= controle en behoud van vitale parameters door samenwerking tussen verschillende organen mbv. specifieke celtypes

• lichaam: arteriële druk, bloedvolume, …
• milieu interieur: lichaamstemperatuur, plasma levels van zuurstof, glucose, kalium, calcium, …
• single cell: volume, concentratie ionen, energieniveau

Question 2

Wat zijn de basisconcepten van homeostase?

Answer 2

• Feedback mechanismen
• Redundantie: hoe belangrijker een parameter, hoe meer organen betrokken bij het controleren
• Adapteerbaarheid of acclimatisering: flexibiliteit van feedback loops

Question 3

Bespreek de vochtcompartimenten.

Answer 3

= samenstelling van de vloeistoffen die essentieel zijn voor de werking van het lichaam
Intracellulaire vloeistof (60%): hoge kalium
Extracellulaire vloeistof (40%): hoge natrium
- bloedplasma (20%): ionenconcentratie ISF, meer eiwitten
- interstitiële vloeistof (75%): ionenconcentratie plasma, minder eiwitten
- transcellulaire vloeistof (5%): in ruimtes omgeven door epitheelcellen

Question 4

Wat zijn de on- en off-mechanismen van de cellulaire calcium homeostase?

Answer 4

ON = verhogen intracellulaire calciumconcentratie
- influx via ionenkanalen: ROC, SOC, spannings-afhankelijke kanalen
- influx via NCX
- vrijzetting uit intracellulaire calciumstores: RYR- of IP3-receptor
OFF = verlagen intracelllulaire calciumconcentratie
- via plasmamembraan: PMCA, NCX
- via intracellulair membraan: SERCA
- via buffers: calmoduline (cytosol) en ca lsequestrine (ER)

Question 5

Bespreek calcitonine, calcitriol en PTH.

Answer 5

• Calcitonine (C-cellen schildklier): botvormend hormoon
• Calcitriol (vit. D): verhoogt calcium vrijmaking uit bot, calcium reabsorptie in nieren en calcium absorptie uit maagdarmstelsel
• Parathyroïd hormoon (chief-cellen bijschildklier): verhoogt calcitriol productie, calcium vrijmaking uit bot en calcium reabsorptie in nieren

Question 6

Wat is het Donnan-effect?

Answer 6

Elk macromolecule Pn- fixeert een nM+ lading in de cel om de elektroneutraliteit te bewaren. Er ontstaat een overvloed aan monovalente ionen, waardoor de osmolariteit van de intracellulaire vloeistof groter wordt. Er is waterinflux, de cel zwelt en barst indien er geen compensatiemechanisme bestaat.

Question 7

Hoe reageert het lichaam wanneer de cel krimpt?

Answer 7

Regulatory volume increase RVI: activatie van solute uptake processes
- Na/H exchanger: verhoging extracellulair pH
- Cl/HCO3 exchanger
- Na/K pomp: wisselt 3 Na met 2 K
Netto effect: influx KCl (Osm stijgt: waterinflux)

Question 8

Hoe reageert het lichaam wanneer de cel zwelt?

Answer 8

Regulatory volume decrease RVD: activatie solute efflux pathways
- activatie Cl en K kanalen (alternatief: K/Cl cotransporter)
Netto effect: efflux KCl (Osm daalt: waterefflux)

Question 9

Wat is buffercapaciteit?

Answer 9

= hoeveelheid sterke base of sterk zuur die moet toegevoegd worden aan een buffermengsel om de pH met 1 te laten stijgen
𝛽 = Δ [sterke base] / Δ pH = −Δ [sterk zuur] / Δ pH

Question 10

Welke invloed heeft extracellulaire pH op de cel?

Answer 10

• Zuurgevoelig ionenkanaal: ASIC3 (depolarisatie cel bij pH < bepaalde waarde)
• Bohr effect op hemoglobine: pH verandering heeft effect op zuurstofbinding aan hemoglobine

Question 11

Op welke manier beschermt de cel zich tegen intracellulaire pH-veranderingen?

Answer 11

• Cytoplasmatische pH buffer: intrinsieke buffer, koolzuur als buffer, …
• Extrusie of opname van zuur/base: zuurbelasters (HCO3/Cl exchanger) en zuurontlasters (Na/H of Na/HCO3 exchanger)
  ! extracellulaire pH veranderingen zorgen ook voor veranderingen in de respons op intracellulaire pH veranderingen