Celfysiologie

De celfysiologie of ook wel de cytofysiologie onderzoekt de levensprocessen in de cel; zij wil een verklaring geven van de functies van de cel op moleculair niveau.

Een cel is een afgesloten eenheid met een nauwkeurige regulatie van het interne milieu. Concentraties van verschillende stoffen, als ionen en signaalmoleculen (onder andere cyclisch AMP en GTP) worden binnen strikte grenzen gehouden. Wanneer een cel niet in staat is om deze homeostase te handhaven, kan de cel overgaan tot geprogrammeerde celdood (apoptose). Door te kijken naar verstoringen in het milieu, kan men achterhalen hoe de cel dit voor elkaar krijgt. Hiervoor zijn verschillende methoden beschikbaar, waaronder microdialyse en voor neuronen ook de patch-clamp techniek. Veel fysiologische studies worden verricht op neuronen, omdat deze gevoelig zijn voor signalen die leiden tot de influx van ionen, wat leidt tot een verstoring van het interne milieu. Door de verandering kan een actiepotentiaal ontstaan die informatie tussen neuronen kan overbrengen. Omdat deze signalen ontstaan door het binden van een neurotransmitter aan een receptor, kan er makkelijk een actiepotentiaal opgewekt worden en bekeken worden hoe dit op moleculair niveau werkt. Dit gebeurt door het isoleren van een stukje celmembraan met daarin een receptor. Wanneer een neurotransmitter wordt aangeboden, kan er gemeten worden hoeveel ionen er doorgelaten worden per kanaal en hoelang het kanaal open blijft. Verder kan op dezelfde manier in een cel bekeken worden wat het effect van de transmitter is op de membraanpotentiaal. Op deze wijze zijn ook speciale blockers/remmers van receptoren gevonden die geholpen hebben bij de ontwikkeling van medicijnen zoals atropine.