2. Cellen

2.1     Metabolisme

Metabolisme is het geheel van biochemische reacties in levende cellen. Anabole reacties (assimilatiereacties) zijn nodig voor de bouw van lichaamseigen stoffen. Deze stoffen worden gebruikt voor opslag, groei, herstel en onderhoud van de weefsels.

Bij katabole reacties (dissimilatiereacties) vindt afbraak van stoffen plaats. Hierbij komt chemische energie vrij. Aerobe dissimilatie (verbranding met zuurstof) in de cel heet celademhaling.

De energie die bij dissimilatiereacties vrijkomt wordt in ATP (adenosinetrifosfaat) vastgelegd.

De cel kan grote hoeveelheden ATP maken. Zodra ergens in de cel energie nodig is wordt ATP omgezet in ADP (adenosinedifosfaat) en komt er een portie energie vrij.

Alle stofwisselingsreacties vinden plaats met behulp van enzymen.

Enzymen:

  • worden door het lichaam zelf gemaakt;
  • zijn altijd eiwitten;
  • katalyseren (versnellen) alle biochemische reacties die in de cel plaats moeten vinden;
  • zijn reactiespecifiek: voor elk soort reactie bestaat een specifiek enzym;
  • hebben een kenmerkende optimumtemperatuur en optimumzuurgraad;
  • worden bij de reacties zelf niet verbruikt en zijn dus telkens weer inzetbaar;
  • hebben vaak een co-enzym ('hulp-enzym') nodig om werkzaam te zijn.

 

2.2 Bouw van de cel

De cel is de kleinste bouwsteen van het lichaam en tegelijk de kleinste functionele stofwisselingseenheid van het lichaam.

De cel bevat cytoplasma en wordt omgeven door de celmembraan. Het cytoplasma bestaat uit een waterige substantie (cytosol) met daarin veel opgeloste stoffen. In het cytoplasma bevinden zich organellen: structuren met een specifieke bouw en functie.

De uiterst dunne celmembraan bestaat uit een dubbele laag fosfolipiden en is vloeibaar en waterafstotend.

Belangrijke structuren in de celmembraan zijn:

  • cholesterolmoleculen;
  • membraanporiën;
  • receptoreiwitten;
  • glycocalix.

Water en gassen passeren de celmembraan op basis van concentratieverschillen. Dat is passief transport: de cel speelt er geen actieve rol bij en dit transportproces kost de cel geen energie.

De meeste stoffen die een cel opneemt of afgeeft worden actief getransporteerd. Actief transport kost de cel energie in de vorm van verbruik van ATP. Actieve transportmechanismen zijn enzymatische pomp, ionenpomp en blaasjestransport.

De belangrijkste organellen zijn:

  • nucleus (celkern); bevat DNA met erfelijke eigenschappen en met informatie voor de eiwitsynthese in de cel;
  • ribosomen: eiwitsynthese in de cel;
  • endoplasmatisch reticulum: transport van eiwitten en aanmaak van vetten;
  • golgicomplex: aanmaak en transport van veel verschillende soorten stoffen;
  • lysosomen: afbraak van (schadelijke) stoffen;
  • mitochondriën: celademhaling en vorming van ATP;
  • centrosoom: celdeling.

 

2.3 De levenscyclus van de cel

De levenscyclus van de cel bestaat uit drie fasen: delingsfase, groeifase en functionele fase. In de delingsfase vindt mitose plaats: uit een moedercel ontstaan twee identieke dochtercellen.

De mitose verloopt in meerdere fasen. Hierbij worden de chromosomen eerst verdubbeld, zodat na de splitsing de beide dochtercellen weer het juiste aantal chromosomen (46 = 23 paar) krijgen.

In de groeifase krijgt de cel de afmeting en de samenstelling van de cel waaruit zij door deling is ontstaan.

In de functionele fase krijgt de nieuwe cel haar bestemming. Afhankelijk van hun bestemming gaan cellen differentiëren en specialiseren.

Differentiatie is een anatomisch begrip: het krijgen van een bepaalde vorm en afmeting. Specialisatie is een fysiologisch begrip: het kunnen uitvoeren van speciale taken. Gedifferentieerde en gespecialiseerde cellen kunnen zich niet meer delen.

Het lichaam heeft veel stamcellen, zij differentiëren en specialiseren niet. Hun functie is om te blijven delen, zodat dode cellen in het lichaam kunnen worden vervangen.