Celmembranen opbouw

 

Laatste bijwerking : 2021.11.19

 

 

In de 98000 km celmembranen in het organisme spelen de fosfolipiden een hoofdrol in het bepalen van de integriteit en de fluïditeit van de celmembranen.

 

De celmembraan is een dynamisch geheel dat steeds hernieuwd wordt : afbraak, vernieuwing, insnoering (endocytose), versmelting (exocytose).

 

Daar de meeste stoffen hydrofiel zijn, is een hydrofobe membraan een goed middel om alles (dus ook het metabolisme) bijeen te houden.

 

Overzicht inhoud :

 

Opbouw van de celmembraan

 

Schematische voorstelling

 

Praktisch

 

Inhoud :

        

Opbouw :

 

Celmembranen zijn opgebouwd uit (meestal) :

 

Twee lagen fosfolipiden :

 

 

1. • (1 of) 2 tegenstelde reeksen fosfolipiden : polaire kop (fosfaatgedeelte, hydrofiel, water in) met apolaire staart (VZ-gedeelte, hydrofoob, water uit) :

 

1. 1. • dubbele bindingen (MOVZ, meervoudige onverzadigde vetzuren) vergroten de fluïditeit van de membraan.

 

1. 1. • cholesterolmoleculen maken de lipidelaag minder vloeibaar (meer viskeus) waardoor dat de mechanische stabiliteit stijgt :

 

1. 1. 1. • verhouding cholesterol/fosfolipiden = 0.5 = evenwicht = homeostase.

 

1. 1. 1. • indien te weinig cholesterol :

 

1. 1. 1. 1. 1. effecten op de fluïditeit van de celmembraan : te veel vrije ruimte, verlies aan stevigheid.

 

1. 1. 1. 1. 2. effecten op de hormonen- en neurotransmitterreceptoren : GABA, adrenerge leverreceptoren, serotonine en opiaatreceptoren, cAMP afhankelijke proteïnekinase, acetylcholine-receptoren.

 

Vb.

1. 1. 1. 1. 1. • bij 0.2 tot 0.5 : GABA

               • bij 0.5 tot 1 : GABA relatief constant

 

    3.  effecten op enzymactiviteiten : Na/K ATP ase.

 

Vb.

1. 1. 1. 1. 1. • bij 0.2 tot 0.5 : verlaagde cholesterol ---> activatie ATPase

               • bij 0.5 tot 0.7 : verhoogde cholesterol ---> inhibitie ATPase

 

    4.  effecten op de ADP - ATP uitwisseling : cholesterol katalyseert de uitwisseling ADP - ATP.

 

    5.  effecten op de fosfolipiden-synthese.

 

 

1. • de dubbele lipidenlaag dient als oplosmiddel voor membraaneiwitten, die fosfolipidekoppen nodig hebben om te functioneren.

 

1. • de samenstelling van beide lagen is verschillend : bv. enkel aan de extracellulaire zijde zitten glycolipiden.

 

Extracellulair, tussen de fosfolipidekoppen, zitten moleculaire antennes : zijn glycolipiden (fosfolipiden met koolhydraatzijketen) : oligosacharide-zijketens met receptorrol : vormt een belangrijk aspect van de membraan (bv. gangliosiden).

1. 1. • receptoren zijn een soort schakelaars, te activeren/desactiveren door een specifieke signaalmolecule (hormoon, neurotransmitter, cytokine, ...). Bindt bv. adrenaline op zijn specifieke receptor (beta2-adrenergische receptor), dan weet de individuele cel dat de rest van het lichaam zich klaarstoomt voor stressreacties zoals vechten of vluchten.

      • zie ook :  "Intercellulaire communicatie" en "Cellulaire receptorbinding".

 

1. • tekort aan essentiële vetzuren (ceramides met meestal linolzuur) kan het verlies van de barrière-functie van het epidermis veroorzaken; bij een tekort worden deze vetzuren vervangen door oleïnezuur met conformationele veranderingen als gevolg en de onmogelijkheid om een normale waterbarrière te vormen of een normale lamellaire structuur (bij atopisch eczeem : abnormale lamellaire structuur).

        

Schematische voorstelling van celmembraan :

 

 

Extracellulair

moleculaire antennes (transmembrane eiwitten)

polaire kop van fosfolipide/glycolipide

apolaire staart van fosfolipide, met ingebed cholesterol

---------------------------------------------------------------------------

apolaire staart van fosfolipide, met ingebed cholesterol

polaire kop van fosfolipide

Intracellulair

 

 

De gelaagdheid hydrofiel-hydrofoob-hydrofiel vormt een fysische barrière voor polaire of geladen moleculen, m.a.w. ze beperkt de doorlaadbaarheid of permeabiliteit van de celmembraan.

 

De celmembraan is geen rigide structuur maar een dynamische geheel gekenmerkt door bewegingen : rotaties, buiging, flip-flop, laterale diffusie. VZ-ketens kunnen ten opzichte van elkaar bewegen. Fosfolipiden kunnen vrij bewegen in het vlak van hun eigen monolaag (laterale diffusie en rotatie) maar nauwelijks springen tussen de ene en de andere laag (= flip-flop).

 

Fosfolipiden en glycolipiden zijn dus cruciale componenten van neurale membranen en receptoren die instaan voor een juiste intracellulaire communicatie van de hersenen en het zenuwstelsel.

 

De samenstelling van de celmembraan is verschillend voor elk type cel, volgens haar functie in het organisme :

 

1. • zo bevat de membraan van de mitochondria praktisch geen cholesterol (3%) tegenover deze van levercellen en RBC (17 - 20%),

   • mitochondria bevatten echter 2 x meer fosfatidylcholine (39%) versus bij RBC (17%),

   • mitochondria bevatten geen sphingomyeline tegenover 20% bij levercellen en RBC.

 

De inhoud van cellen is positief geladen langs het cytoskelet, terwijl EZ water (negatief geladen) een laag vormt rond de buitenmembraan. Samen werken zij als een batterij.

 

De positieve ladingen voeden celorganellen zoals lysosomen die zuren gebruiken voor hun opruimingstaak. Ook hangt de werking van mitochondria af van het verschil in pH buiten en binnenin (hogere pH). Dit verschil tussen binnen en buiten pH is nodig voor de aandrijving van de ATP-productie door mitochondria in de cel.

 

        

Praktisch :

 

Het is duidelijk dat de VZ-samenstelling van het dieet een impact heeft op de viscositeit, de oplosbaarheid en de auto-assemblage van de membranen.

 

Hoe meer verzadigde vetten, hoe meer structuur de membraan vertoont.

Hoe meer onverzadigde vetten, hoe soepeler.

 

De omega3- en -6 samenstelling van celmembranen bepaalt niet alleen hun soepelheid en hun ontstekingsstaat, maar ook de gevoeligheid van receptoren op stimuli (resistentie):

 

1. • een verminderde insulinereceptorgevoeligheid : kan leiden tot type2-diabetes

   • een verminderde serotoninereceptorgevoeligheid : kan leiden tot depressie

   • een verminderde dopaminereceptorgevoeligheid : kan leiden tot verlaging van het libido, geheugenverlies...

 

 

         

 

De lezer dient steeds in acht te houden dat de beschreven curatieve eigenschappen in geen enkel geval het medisch advies vervangen, welke steeds onmisbaar is bij het stellen van een diagnose en bij bepaling van de ernst van de aandoening. Wel wordt de gebruiker gestimuleerd beslissingen met betrekking tot zijn gezondheid te nemen, op basis van eigen research, steeds in samenspraak met een professionele gezondheidswerker.

 

In alle gevallen valt het gebruik van dit programma enkel onder de controle, het beheer, de risico's en de verantwoordelijkheden van de gebruiker.