Endoplasmatisch reticulum

De endoplasmatisch reticulum (HIJ) is aanwezig in elke eukaryote cel met uitzondering van rijpe erytrocyten. Het is een celorganel met verschillende functies. Zonder ER zou de cel en dus het organisme niet levensvatbaar zijn.

Wat is het endoplasmatisch reticulum?

Het endoplasmatisch reticulum (ER) is een zeer structuurrijk celorganel met een kanaalsysteem van holtes. De holtes zijn omgeven door membranen. In de eukaryote cel neemt de ER verschillende taken op zich. Het heeft functies voor opslag, ontgifting, controle of synthese. Het bevindt zich in het cytoplasma van de cel en staat in nauw contact met de nucleaire envelop van de celkern.

Verder wordt er onderscheid gemaakt tussen ruw en glad ER. Beide vormen behoren tot het endoplasmatisch reticulum, maar hebben verschillende functies. De ruwe ER heeft ribosomen op het oppervlak van het membraan. Daarentegen is de soepele ER, zoals de naam suggereert, glad. Het heeft geen ribosomen. De term endoplasmatisch reticulum bestaat uit drie delen. Endo is het Griekse woord voor binnen. Plasmatisch geeft het cytoplasma aan en reticulum is de Latijnse term voor netwerk. Met andere woorden, het endoplasmatisch reticulum is een netwerkachtig organel dat zich in het cytoplasma van een cel bevindt.

Anatomie en structuur

Het endoplasmatisch reticulum is een labyrint van kanalen, blaasjes en zakachtige structuren (reservoirs), die allemaal omgeven zijn door een membraan. Hierdoor bevindt de helft van alle celmembranen zich in de ER. De membranen sluiten het lumen (de binnenkant van de ER) af van het cytoplasma.

Het ER-membraan is direct verbonden met de nucleaire envelop van de celkern en vormt er een eenheid mee. Het ER-lumen is dus rechtstreeks verbonden met de membraanruimte tussen de nucleaire envelop, die de perinucleaire ruimte wordt genoemd. De ER is deels glad en deels ruw. De ruwe ER heeft ribosomen op het oppervlak, terwijl de gladde ER ribosoomvrij is. Beide vormen van ER verschillen in hun functies. Het endoplasmatisch reticulum is niet statisch, maar onderhevig aan constante veranderingen. Er is dus een constante verlenging, afsplitsing en versmelting van membraanstructuren.

Deze activiteiten worden significant beïnvloed door het cytoskelet van de cel. In planten- en dierencellen spelen verschillende eiwitten een rol bij de veranderingen in het endoplasmatisch reticulum. Terwijl in plantencellen en gist vooral de F-actine doorslaggevend is, wordt in dierlijke en menselijke cellen de ER vooral beïnvloed door de microtubuli. De microtubuli zijn buisvormige filamenten gemaakt van eiwitten die de basis vormen van het cytoskelet. Tijdens de celdeling zorgen deze eiwitten ervoor dat het endoplasmatisch reticulum wordt doorgegeven aan de dochtercellen.

Functie en taken

Veel processen voor eiwitsynthese, controle, modificatie of eiwittransport vinden zowel op als in het endoplasmatisch reticulum plaats. Bovendien vormt het na celdeling een nieuw kernmembraan en vernauwt het om te worden doorgegeven. De ER is ook een belangrijke calciumopslag in de cel en speelt daarom een ​​sleutelrol bij de signaaloverdracht. Met name in de spiercellen is het verantwoordelijk voor spiercontractie vanwege zijn functie als calciummediator.

Daar wordt het ook wel het sarcoplasmatisch reticulum genoemd. Zoals eerder vermeld, hebben gladde en ruwe ER verschillende functies. De gladde ER heeft geen ribosomen. Het is verantwoordelijk voor calciumopslag, voor de koolhydraatstofwisseling, voor de vorming van bepaalde lipiden zoals fosfolipiden, vetzuren of steroïden en voor de ontgiftingsreacties binnen en buiten de lever. De testikels en eierstokken bevatten bijzonder hoge niveaus van gladde ER omdat hier de steroïde hormonen testosteron en oestrogeen worden geproduceerd. De leverparenchymcellen zijn ook rijk aan glad ER.

Overtollige glucose wordt daar opgeslagen in de vorm van het polymeer glucogeen. Hier is de gladde ER verantwoordelijk voor de hernieuwde splitsing van het glucogeen (glycogenolyse). De gladde ER bevat enzymen in het membraan die ook buiten de lever vrijkomen en ontgiftingsreacties kunnen initiëren. Deze zogenaamde CYP's oxideren exogene substraten en maken ze in water oplosbaar. Op deze manier kunnen de afbraakproducten van de gifstoffen het lichaam verlaten via de nieren. De ruwe ER vervult twee belangrijke functies. Het controleert zowel de eiwitsynthese als de membraanproductie via de ribosomen.

Eiwitketens zijn gebonden aan de membraangebonden ribosomen en worden onmiddellijk naar het lumen van het ER geleid. De eiwitten die in het cytosol worden gevormd, bereiken aanvankelijk ook het binnenste van het ER. Daar worden de eiwitketens gevouwen, waardoor ze hun driedimensionale structuur krijgen. Voor membraanproductie groeit het membraan van de ER eerst, wordt afgesplitst en getransporteerd naar andere structuren van het binnenmembraansysteem. De ribosomen van het endoplasmatisch reticulum vormen de overeenkomstige membraaneiwitten.

Uw medicatie vindt u hier

Ziekten

Zonder het endoplasmatisch reticulum zou het organisme niet levensvatbaar zijn. Veel functies van de ER zijn absoluut essentieel. Storingen van de ER zouden ook leiden tot de dood van het organisme. Ontgiftingsreacties konden bijvoorbeeld niet meer in het lichaam plaatsvinden. De teelballen en eierstokken zouden niet kunnen functioneren omdat er geen geslachtshormonen meer kunnen worden geproduceerd.

Spieren en zenuwen zouden niet meer functioneren zonder ER omdat de calciumopslagfunctie niet langer beschikbaar is. Dit betekent dat er geen verdere prikkeloverdracht meer is. Celdeling zou ook niet meer mogelijk zijn. Dit feit betekent dat de ER volledig functioneel moet zijn om het organisme levensvatbaar te houden. Elke storing is fataal. Daarom zijn er geen ziekten beschreven die rechtstreeks worden veroorzaakt door functionele stoornissen van het endoplasmatisch reticulum.