Het endoplasmatisch reticulum (ER) is aanwezig in elke eukaryote cel behalve volwassen erytrocyten Het is een celorganel met meerdere functies. Zonder ER zouden de cel en dus het organisme niet levensvatbaar zijn.
Wat is het endoplasmatisch reticulum?
Het endoplasmatisch reticulum (ER) is een zeer structureel rijk celorganel met een kanaalsysteem van holtes. De holtes zijn omgeven door membranen. In de eukaryote cel voert de ER verschillende taken uit. Het heeft opslag, ontgifting, controle- of synthesefuncties. Het bevindt zich in het cytoplasma van de cel en staat in nauw contact met de nucleaire envelop van de kern. Verder wordt er onderscheid gemaakt tussen ruwe en gladde ER. Beide vormen behoren tot het endoplasmatisch reticulum, maar hebben verschillende functies. De ruige ER heeft ribosomen op het oppervlak van het membraan. Daarentegen is de soepele ER, zoals de naam al aangeeft, soepel. Het heeft niet ribosomen De term endoplasmatisch reticulum bestaat uit drie delen. Endo is de Griekse term voor binnen. Plasmatisch geeft aan dat het celplasma en reticulum de Latijnse term is voor reticulum. Dus, vertaald, is het endoplasmatisch reticulum een reticulair organel, dat zich in het cytoplasma van een cel bevindt.
Anatomie en structuur
Het endoplasmatisch reticulum is een doolhof van kanalen, blaasjes en zakachtige structuren (cisternae), allemaal omgeven door een membraan. Vanwege dit feit bevindt de helft van alle membranen in een cel zich in de ER. De membranen sluiten het lumen (de binnenkant van de ER) af van het cytoplasma. Het ER-membraan is rechtstreeks verbonden met de nucleaire envelop van de kern en vormt er een eenheid mee. Het ER-lumen staat dus in directe verbinding met de membraanruimte tussen de nucleaire envelop, die de perinucleaire ruimte wordt genoemd. De ER is deels glad en deels ruw. De ruige ER heeft ribosomen op het oppervlak, terwijl de gladde ER ribosoomvrij is. Beide vormen van de ER verschillen in hun functies. Het endoplasmatisch reticulum is niet statisch, maar is onderhevig aan constante veranderingen. Er zijn dus constante uitbreidingen, splitsingen en versmeltingen van membraanstructuren. Deze activiteiten worden significant beïnvloed door het cytoskelet van de cel. In planten- en dierencellen, anders eiwitten spelen een rol bij de veranderingen van het endoplasmatisch reticulum. Waar in plantencellen en gist F-actine de belangrijkste determinant is, wordt in dierlijke en menselijke cellen de ER voornamelijk beïnvloed door microtubuli. Microtubuli zijn buisvormige filamenten van eiwitten die de basis vormen van het cytoskelet. Tijdens celdeling, deze eiwitten zorg ervoor dat het endoplasmatisch reticulum wordt doorgegeven aan dochtercellen.
Functie en taken
Zowel op als in het endoplasmatisch reticulum vinden veel processen plaats voor eiwitsynthese, controle, modificatie of transport. Bovendien vormt het nieuwe kernmembranen na celdeling en vlecht ze af voor overdracht. De ER is ook een belangrijk calcium opslaan in de cel en speelt daarom een sleutelrol bij signaaltransductie. Specifiek in spiercellen is het verantwoordelijk voor spiercontractie vanwege zijn functie als een calcium bemiddelaar. Daar wordt het ook wel het sarcoplasmatisch reticulum genoemd. Zoals eerder vermeld, oefenen gladde en ruwe ER verschillende functies uit. De gladde ER heeft geen ribosomen. Het is verantwoordelijk voor calcium opslag, voor het metabolisme van koolhydraten, voor de vorming van bepaalde lipiden zoals fosfolipiden, vetzuren of steroïden en voor ontgifting reacties binnen en buiten de lever Testes en eierstokken bevatten bijzonder grote hoeveelheden gladde ER omdat de steroïden hormonen testosteron en oestrogeen worden daar geproduceerd. De parenchymcellen van de lever zijn ook rijk aan vlotte ER. Overtollig glucose wordt daar opgeslagen in de vorm van het polymeer glucogeen. Hier is gladde ER verantwoordelijk voor de hernieuwde splitsing van glucogeen (glycogenolyse). De gladde ER bevat enzymen in het membraan dat ook buiten de lever en beginnen ontgifting reacties. Deze zogenaamde CYP's oxideren exogene substraten en maken ze water-oplosbaar. Hierdoor kunnen de afbraakproducten van de gifstoffen via de nieren het lichaam verlaten. De ruwe ER vervult twee belangrijke functies. Het controleert zowel de eiwitbiosynthese als de membraanproductie via de ribosomen. Eiwitketens zijn gebonden aan de membraangebonden ribosomen en worden onmiddellijk in het lumen van het ER gebracht. Eiwitten gevormd in het cytosol komen ook eerst binnen in de ER. Daar worden de eiwitketens gevouwen en krijgen ze hun driedimensionale structuur. Voor membraanproductie groeit het membraan van de ER eerst, wordt het afgesplitst en getransporteerd naar andere structuren van het binnenmembraansysteem. De ribosomen van het endoplasmatisch reticulum vormen de overeenkomstige membraaneiwitten.
Ziekten
Zonder het endoplasmatisch reticulum zou het organisme niet levensvatbaar zijn. Veel functies van de ER zijn absoluut essentieel voor het leven. Storingen van de ER zouden ook leiden tot de dood van het organisme. Ontgiftingsreacties konden bijvoorbeeld niet meer in het lichaam plaatsvinden. Testes en eierstokken zou niet functioneel zijn omdat seks hormonen kon niet meer worden geproduceerd. Spieren en zenuwen zou niet langer functioneren zonder ER omdat de calciumopslagfunctie verloren zou gaan. De overdracht van prikkels zou dus ook niet meer plaatsvinden. Celdeling zou ook niet meer mogelijk zijn. Dit feit leidt ertoe dat de ER volledig functioneel moet zijn om het organisme levensvatbaar te houden. Elke disfunctie is dodelijk. Daarom zijn er nog geen ziekten beschreven die rechtstreeks worden veroorzaakt door disfunctie van het endoplasmatisch reticulum.
