Clip 6, hypoxia
Hypoxia, je lichaam heeft zuurstof nodig zodat je mitochondria ATP kunnen produceren. Wanneer je
cellen een tekort hebben aan zuurstof kunnen de mitochondria niet genoeg ATP aanmaken en
spreken we van hypoxie. Dit kan cellulaire schade als gevolg hebben.
Rol zuurstof, om precies te zijn, speelt zuurstof een rol in de elektronentransportketen waar het de
elektronen van het laatste complex (IV) accepteert. Deze stap zorgt ervoor dat er constant protonen
over het membraan gepompt kunnen worden en dat er middels ATP synthase ATP geproduceerd kan
worden. Zonder zuurstof kan de oxidatieve fosforilering dus niet afgerond worden en kan er geen
ATP geproduceerd worden.
Cel schade door hypoxie, je kan je afvragen waarom de cel niet gewoon even pauze neemt als het
een tekort heeft aan ATP. Op die manier zou er geen schade optreden, toch? Helaas kunnen
sommige ‘werkers’ geen pauze nemen doordat het dan uit de hand loopt:
- Natrium/Kalium pomp, zit in het plasmamembraan en zorgt ervoor er niet teveel natrium in
de cel terecht komt en dat er genoeg kalium in de cel zit. Deze pomp is dus van belang voor
het behouden van een concentratie gradiënt. Dit zorgt ervoor dat er niet teveel
watermoleculen passief de cel ingaan. Doordat de natrium ionen buiten de cel water
aantrekken. Dit kost echter ATP en wanneer er geen ATP is, diffundeert natrium de cel in en
wordt het er niet meer uitgegooid. Watermoleculen zullen de Na+ ionen volgen, waardoor de
cel opzwelt. Dit heeft meerdere gevolgen:
o Microvilli, zitten aan de buitenzijde van de cel en zorgen voor een vergroting van het
oppervlak, waardoor meer stoffen geabsorbeerd kunnen worden. Wanneer de cel
opzwelt, worden de microvilli opgevuld met vloeistof en zal het oppervlak afnemen.
o Bleb, door opzwelling kunnen blebs gevormd worden, dan zijn een soort
blaren aan het oppervlak die zich opvullen met vocht. Dit is een teken dat
het cytoskelet kapot gaat, waardoor water naar buiten kan glippen.
o Ruw ER, het ruwe endoplasmatisch reticulum bevat ribosomen, maar deze
vallen eraf wanneer het ER opzwelt. Dit gebeurt wanneer de cel opzwelt en
hierdoor zal minder eiwit synthese plaatsvinden.
Glycolyse, wanneer de cel geen zuurstof heeft, kan die gelukkig nog aan anaerobe
verbranding doen door glycolyse uit te voeren. Dit produceert netto echter maar 2 ATP
moleculen per glucose molecuul, terwijl de aerobe verbranding er 30-36 oplevert.
Melkzuur, een bijproduct van glycolyse is lactic acid. Dit verlaagt de pH in een cel, waardoor de
omgeving zuurder wordt en dat kan resulteren in de denaturatie van eiwitten.
Reversibel, de processen die tot nu toe beschreven zijn, zijn tot een bepaalde mate reversibel. Dat
wil zeggen dat de cel weer hersteld wanneer er zuurstof beschikbaar is. De hypoxie moet dan echter
niet te lang duren, want dan kan er irreversibele schade optreden.
Calcium pomp, heeft ATP nodig om te functioneren en wanneer deze pomp niet meer werkt, kan
Ca2+ ophopen in de cel. Dit kan erg schadelijk zijn, aangezien het o.a. enzymen kan activeren die je
liever inactief wilt houden. Zo kan het proteases activeren die vervolgens eiwitten in het cytoskelet af
kunnen breken. Daarnaast kan het ook endonucleases activeren die DNA afbreken. Verder kan
calcium ook nog hydrolytische enzymen activeren die afkomstig zijn van lysosomen ↓. Tot slot kan
calcium phosphholipase activeren en dit enzym breekt fosfolipiden af, waardoor het celmembraan
kapot gaat. Dit is een belangrijk teken van irreversibele schade.
Lysosomen, als de omgeving van de cel heel zuur wordt (door melkzuur) kan het lysosoommembraan
afbreken. Deze blaasjes bevatten hydrolytische enzymen die macromoleculen af kunnen breken.
Celmembraan, wanneer het plasmamembraan kapot gemaakt wordt door fosfolipase kunnen de
schadelijke enzymen uit de cel in het bloed terecht komen en andere cellen aantasten.
Cytochroom c, naast activatie van enzymen zorgt calcium middels een cascade aan reacties voor
permeabilisatie van het mitochondriale membraan, waardoor cytochroom c het cytosol in kan gaan.
Hypoxia, je lichaam heeft zuurstof nodig zodat je mitochondria ATP kunnen produceren. Wanneer je
cellen een tekort hebben aan zuurstof kunnen de mitochondria niet genoeg ATP aanmaken en
spreken we van hypoxie. Dit kan cellulaire schade als gevolg hebben.
Rol zuurstof, om precies te zijn, speelt zuurstof een rol in de elektronentransportketen waar het de
elektronen van het laatste complex (IV) accepteert. Deze stap zorgt ervoor dat er constant protonen
over het membraan gepompt kunnen worden en dat er middels ATP synthase ATP geproduceerd kan
worden. Zonder zuurstof kan de oxidatieve fosforilering dus niet afgerond worden en kan er geen
ATP geproduceerd worden.
Cel schade door hypoxie, je kan je afvragen waarom de cel niet gewoon even pauze neemt als het
een tekort heeft aan ATP. Op die manier zou er geen schade optreden, toch? Helaas kunnen
sommige ‘werkers’ geen pauze nemen doordat het dan uit de hand loopt:
- Natrium/Kalium pomp, zit in het plasmamembraan en zorgt ervoor er niet teveel natrium in
de cel terecht komt en dat er genoeg kalium in de cel zit. Deze pomp is dus van belang voor
het behouden van een concentratie gradiënt. Dit zorgt ervoor dat er niet teveel
watermoleculen passief de cel ingaan. Doordat de natrium ionen buiten de cel water
aantrekken. Dit kost echter ATP en wanneer er geen ATP is, diffundeert natrium de cel in en
wordt het er niet meer uitgegooid. Watermoleculen zullen de Na+ ionen volgen, waardoor de
cel opzwelt. Dit heeft meerdere gevolgen:
o Microvilli, zitten aan de buitenzijde van de cel en zorgen voor een vergroting van het
oppervlak, waardoor meer stoffen geabsorbeerd kunnen worden. Wanneer de cel
opzwelt, worden de microvilli opgevuld met vloeistof en zal het oppervlak afnemen.
o Bleb, door opzwelling kunnen blebs gevormd worden, dan zijn een soort
blaren aan het oppervlak die zich opvullen met vocht. Dit is een teken dat
het cytoskelet kapot gaat, waardoor water naar buiten kan glippen.
o Ruw ER, het ruwe endoplasmatisch reticulum bevat ribosomen, maar deze
vallen eraf wanneer het ER opzwelt. Dit gebeurt wanneer de cel opzwelt en
hierdoor zal minder eiwit synthese plaatsvinden.
Glycolyse, wanneer de cel geen zuurstof heeft, kan die gelukkig nog aan anaerobe
verbranding doen door glycolyse uit te voeren. Dit produceert netto echter maar 2 ATP
moleculen per glucose molecuul, terwijl de aerobe verbranding er 30-36 oplevert.
Melkzuur, een bijproduct van glycolyse is lactic acid. Dit verlaagt de pH in een cel, waardoor de
omgeving zuurder wordt en dat kan resulteren in de denaturatie van eiwitten.
Reversibel, de processen die tot nu toe beschreven zijn, zijn tot een bepaalde mate reversibel. Dat
wil zeggen dat de cel weer hersteld wanneer er zuurstof beschikbaar is. De hypoxie moet dan echter
niet te lang duren, want dan kan er irreversibele schade optreden.
Calcium pomp, heeft ATP nodig om te functioneren en wanneer deze pomp niet meer werkt, kan
Ca2+ ophopen in de cel. Dit kan erg schadelijk zijn, aangezien het o.a. enzymen kan activeren die je
liever inactief wilt houden. Zo kan het proteases activeren die vervolgens eiwitten in het cytoskelet af
kunnen breken. Daarnaast kan het ook endonucleases activeren die DNA afbreken. Verder kan
calcium ook nog hydrolytische enzymen activeren die afkomstig zijn van lysosomen ↓. Tot slot kan
calcium phosphholipase activeren en dit enzym breekt fosfolipiden af, waardoor het celmembraan
kapot gaat. Dit is een belangrijk teken van irreversibele schade.
Lysosomen, als de omgeving van de cel heel zuur wordt (door melkzuur) kan het lysosoommembraan
afbreken. Deze blaasjes bevatten hydrolytische enzymen die macromoleculen af kunnen breken.
Celmembraan, wanneer het plasmamembraan kapot gemaakt wordt door fosfolipase kunnen de
schadelijke enzymen uit de cel in het bloed terecht komen en andere cellen aantasten.
Cytochroom c, naast activatie van enzymen zorgt calcium middels een cascade aan reacties voor
permeabilisatie van het mitochondriale membraan, waardoor cytochroom c het cytosol in kan gaan.
