endoplasmatiska nätverket
Kurs: Basvetenskap 6
| Typ | Membranbunden organell — kontinuerligt nätverk av cisterner och tubuli |
| Nyckelfynd | Proteinsyntes och veckning (grovt ER), lipidsyntes och Ca2+-lagring (glatt ER) |
| Behandling | Dysfunktion ger ER-stress; farmakologiskt mål vid Cystisk fibros och Statinbehandling |
Vad är det?
- Det endoplasmatiska nätverket (ER, endoplasmatiskt retikulum) är cellens största organell och kan utgöra över 50 % av det totala membraninnehållet.
- Membranet är kontinuerligt med Kärnmembranets yttre blad, vilket gör att lumen står i förbindelse med perinukleära rummet.
- Två funktionellt och morfologiskt skilda domäner: grovt (rough, RER) med Ribosomer på ytan, och glatt (smooth, SER) utan ribosomer.
Grovt ER
- Ribosombeklätt; syntetiserar alla proteiner som ska till Golgiapparaten, Lysosomer, plasmamembranet eller sekreteras.
- Signalpeptidhypotesen: en N-terminal signalsekvens känns igen av SRP (signal recognition particle) → translationen pausar → komplexet dockar mot SRP-receptorn → polypeptiden träs genom Translokonet (Sec61) → signalpeptidas klyver signalen.
- Kotranslationella modifieringar: N-glykosylering på asparagin (Asn-X-Ser/Thr), disulfidbryggor via protein-disulfidisomeras, GPI-ankarpåsättning.
- Veckningskontroll av chaperoner: BiP (GRP78), calnexin och calreticulin. Felveckade proteiner kvarhålls och skickas till ERAD (ER-associated degradation) → retrotranslokation, ubikvitinering, nedbrytning i Proteasomen.
- Rikligt i plasmaceller, pankreas acinarceller och fibroblaster — celler med hög sekretion.
Glatt ER
- Saknar ribosomer; dominerar i Levern, binjurebark, gonader och muskulatur.
- Syntes av Fosfolipider och Kolesterol — HMG-CoA-reduktas sitter i SER-membranet och är Statinernas måltavla.
- Steroidhormonsyntes (kortisol, aldosteron, könshormoner).
- Avgiftning: Cytokrom P450-systemet hydroxylerar läkemedel och toxiner (fas I-metabolism). Enzyminduktion vid t.ex. Fenobarbital ger hypertrofi av SER i hepatocyter.
- Glukos-6-fosfatas i levern — sista steget i Glukoneogenes och Glykogenolys; brist ger von Gierkes sjukdom.
- Kalciumlagring: i muskelceller kallas SER Sarkoplasmatiskt retikulum, med SERCA-pumpen och Ryanodinreceptorn centrala i Excitation-kontraktionskopplingen.
Jämförelse
| Egenskap | Grovt ER | Glatt ER |
|---|---|---|
| Ribosomer | Ja | Nej |
| Form | Platta cisterner | Tubulärt nätverk |
| Huvudfunktion | Proteinsyntes och veckning | Lipid-/steroidsyntes, avgiftning, Ca2+ |
| Rikligt i | Plasmaceller, pankreas | Hepatocyter, binjurebark, muskel |
| Sjukdomskoppling | Alfa-1-antitrypsinbrist, Cystisk fibros | Läkemedelsinteraktioner, glykogenoser |
Klinisk relevans
- ER-stress och Unfolded protein response (UPR): ansamling av felveckade proteiner aktiverar tre sensorer — PERK (hämmar generell translation), IRE1 (splitsar XBP1-mRNA) och ATF6. Kronisk ER-stress leder till Apoptos via CHOP.
- UPR är patogenetiskt central vid Typ 2-diabetes (betacellsdöd), Neurodegenerativa sjukdomar och Ischemi.
- Cystisk fibros: delta-F508-mutationen ger ett CFTR-protein som veckas fel och degraderas av ERAD trots kvarvarande funktion — korrigerare som Lumakaftor/tezakaftor hjälper proteinet genom kvalitetskontrollen.
- Alfa-1-antitrypsinbrist (PiZZ): polymeriserat protein ackumuleras i hepatocyternas ER → PAS-positiva inklusioner, Levercirros, och samtidigt Emfysem av bristen i lungan.
- Läkemedelsinteraktioner via CYP-induktion eller -hämning i SER — praktiskt viktigt för Warfarin, Statiner och antiepileptika.
Klinisk pärla
Alfa-1-antitrypsinbrist illustrerar två mekanismer i samma sjukdom: levern skadas av toxisk ansamling (gain of function i ER) medan lungan skadas av bristen på cirkulerande enzym (loss of function). Därför korrelerar leversjukdomen dåligt med lungsjukdomen.
Tenta-fokus
Kunna redogöra för signalpeptidhypotesen steg för steg (SRP → SRP-receptor → Sec61-translokon → signalpeptidas) samt UPR:s tre sensorer PERK, IRE1 och ATF6. Kunna också ge minst tre funktioner för glatt ER som skiljer det från grovt.
Kopplingar
- Golgiapparaten — nästa station i sekretionsvägen
- Sarkoplasmatiskt retikulum — specialiserad form i muskelceller
- Cytokrom P450 — sitter i glatt ER, grunden för fas I-metabolism
- Proteasomen — slutstation för ERAD-substrat
- Unfolded protein response — cellens svar på ansamlad felveckning