Membraanstroom

Net zo Membraanstroom alle processen van de intercellulaire massaoverdracht via het endomembraansysteem worden samengevat. Deze omvatten vooral endocytose, exocytose en transcytose, waardoor cellen stoffen kunnen opnemen en afgeven door het membraan te verschuiven. Verstoringen van de membraanstroom kunnen celdood (apoptose) veroorzaken.

Wat is de membraanstroom?

Het transport van stoffen tussen de individuele cellen van het lichaam komt overeen met het transport van het membraan. De twee belangrijkste methoden van intercellulair massatransport zijn endocytose en exocytose. Tijdens exocytose komen stoffen vrij uit een cel. Bij endocytose worden niet-cellulaire materialen daarentegen in een cel opgenomen. Met dit doel keert de cel binnenstebuiten en vernauwt zo de stof in zijn celmembraan. Dit proces creëert blaasjes en vacuolen.

Als een biomembraan zichzelf gedeeltelijk verschuift tijdens het transport van stoffen, spreken we van membraanstroom. De membraanstroom vindt plaats in het endomembraansysteem. Dit systeem komt overeen met het geheel van alle eukaryote organellen waartussen een verbinding bestaat voor vesiculair transport.

Naast het endoplasmatisch reticulum, endosomen, lysosomen en het plasmamembraan (celmembraan) maakt ook het Golgi-apparaat deel uit van het endomembraansysteem. Peroxisomen, mitochondria en de celkern worden daarentegen uitgesloten van het systeem. S.

Zowel endocytose als exocytose moeten worden genoemd als transportprocessen in de context van membraanstroom. Een derde transportroute van het membraan-verdringende stoftransport is transcytose, dat wil zeggen het receptorgemedieerde transport van een stof door een celmembraan.

Functie en taak

De endocytose van de membraanstroom (of membraan-verdringend materiaaltransport) komt overeen met een invaginatie van het biomembraan. De cel neemt door de invaginatie een druppel vloeistof, bepaalde macromoleculen of grote delen van voedsel op. Soms verandert het zelfs kleinere cellen in zijn membraan.

Nadat de stof is opgenomen, vernauwt de cel een endosoom in het cytoplasma, dat voortaan behoort tot het endomembraansysteem. Het omringende medium migreert gedeeltelijk naar het binnenste van de cel. Endocytose is ofwel fagocytose, gericht op vaste deeltjes, of het is equivalent aan pinocytose en absorbeert opgeloste moleculen.

In verband met membraanstroom is ook receptorgemedieerde endocytose relevant, waarbij asialoglycoproteïne-receptoren zorgen voor deeltjesherkenning en zo opname in het celbinnenland stimuleren. Dit type membraanstroom is relevant voor bijvoorbeeld de opname van cholesterol.

Onderscheid moet worden gemaakt tussen exocytose en endocytose van het membraanverplaatsend transport van stoffen. Tijdens dit proces worden stoffen uit het celinterieur getransporteerd en vrijgegeven in de celomgeving. De stoffen die op deze manier getransporteerd worden, zijn bijvoorbeeld stoffen die door de cel zelf worden aangemaakt. Maar ook onverteerbare resten kunnen zo de cel verlaten. Een zogenaamd exoom of transportblaasje versmelt tijdens het transportproces met het membraan van de cel. Een lipide dubbellaag omhult het exoom aan de buitenkant.

Normaal gesproken wordt exocytose geassocieerd met endocytose en wordt het dan exocytose-gekoppelde endocytose genoemd. De combinatie van endocytose en exocytose voorkomt ongehinderde celvergroting. De exocytose-gekoppelde endocytose bespaart de cel ook van het synthetiseren van blaasjes en membraaneiwitten voor transportdoeleinden. Om deze reden wordt hier vaak vesikelrecycling toegepast.

De derde transportroute van membraanstroom is transcytose, ook bekend als cytopempsis. Dit is een receptorafhankelijk transport dat extracellulair materiaal door een cel transporteert en dus overeenkomt met een combinatie van exocytose en endocytose. Het blaasje dat tijdens het proces wordt gevormd, geeft de cel vrij aan een naburige cel of transporteert deze naar de extracellulaire ruimte. De inhoud van het blaasje blijft ongewijzigd. Deze manier van transport heeft vooral invloed op de epitheelcellen in de bloedvaten en darmen.

De belangrijkste bekende receptoren voor transcytose zijn Fc-receptoren van een specifieke groep, die in de placenta en in het apicale infantiele darmepitheel kunnen worden aangetroffen. In de placenta zijn ze primair verantwoordelijk voor het transport van maternale IgG naar het kind.

Uw medicatie vindt u hier

Ziekten en aandoeningen

Als het transport van stoffen wordt verstoord door membraanveranderende transportprocessen, komt dat vaak door een mutatie in de betrokken transporteiwitten, transportenzymen of receptoren. Een aantal ziekten houdt verband met defect membraantransport.

Tumoren zijn bijvoorbeeld geassocieerd met moeilijke endocytose. Hetzelfde geldt voor infecties en neurogeneratieve ziekten zoals neuropathieën met beperkt loopvermogen en verminderde zenuwgeleidingssnelheid of sensorische stoornissen. Endocytose wordt bijvoorbeeld verstoord bij de ziekte van Huntington. Bij deze ziekten veroorzaken stervende zenuwcellen symptomen zoals bewegingsstoornissen en persoonlijkheidsveranderingen. Een mutatie in het eiwit huntingtine is de oorzaak van de ziekte.

Een verstoorde exocytose kan ook ernstige gevolgen hebben. De exocytose van neurotransmitters kan bijvoorbeeld worden belemmerd door gifstoffen. Bacteriële toxines kunnen krampen of verlamming veroorzaken door de membraanstroom te belemmeren. Exocytose wordt ook beïnvloed door stoornissen bij stofwisselingsziekten zoals cystische fibrose. Bij deze ziekte worden, naast de bronchiale afscheidingen, de pancreas- en galafscheidingen stroperig, wat resulteert in functionele stoornissen van de organen. Een verstoorde pinocytose wordt nu in verband gebracht met ziekten zoals de ziekte van Alzheimer, metabole stoornissen, verhoogde cholesterolwaarden en persoonlijkheidsveranderingen.

Uiteindelijk kan een verstoorde membraanstroom ook leiden tot ernstige aandoeningen in het maagdarmkanaal en wordt daarom soms in verband gebracht met gastro-intestinale aandoeningen. De effecten van restricties in de membraanstroom zijn navenant divers en leiden in het ergste geval tot celdood. In het kader van membraanstroomstoringen kunnen de cellen vaak geen of slechts enkele vitale stoffen opnemen en kunnen ze overtollige of zelfs giftige stoffen niet of nauwelijks meer uitscheiden.