9789031362073 - proefhoofdstuk

Cellen en weefsels
1
Voor een goed begrip van dit eerste hoofdstuk van het boek Anatomie en
fysiologie wordt eerst een aantal belangrijke woorden uitgelegd:
– anatomie is de wetenschap die zich bezighoudt met de bouw van het
menselijk lichaam. Waar liggen de organen? Hoe liggen ze ten
opzichte van elkaar? Welke bloedvaten zorgen voor bloedtransport
enzovoort.
– fysiologie is de wetenschap die zich bezighoudt met de functie van het
menselijk lichaam en de functies van de verschillende onderdelen;
– stofwisseling (metabolisme) is het totaal aan bewerkingsprocessen
die plaats vinden in cellen en het lichaam
Bouw en functie van het lichaam hangen sterk met elkaar samen.
Daarom staan ze bij elkaar in elke hoofdstuk van dit boek.
Dit hoofdstuk beschrijft eerst de kenmerken van het menselijk
lichaam. Vervolgens de bouw en functie van cellen, de celstofwisseling, de scheikundige processen die dit regelen en de celdeling die
groei en dus het leven mogelijk maakt. Er wordt kort aandacht besteed
aan erfelijkheid, de overdracht van eigenschappen via de genen.
Een weefsel is een groep cellen die naar bouw en functie bij elkaar
horen met de bijbehorende tussenstof.
Vier groepen worden besproken:
– dekweefsel
– steunweefsel (waaronder bindweefsel, kraakbeen, beenweefsel)
– spierweefsel
– zenuwweefsel
Tot slot komt de veroudering van cellen en weefsels aan bod.
In de praktijk geeft uitleg over diverse verschijnselen bij veranderingen
in cellen en weefsels zoals uitdroging door vochttekort in de weefsels,
verzuring, kanker door ongeremde celdeling, het syndroom van Down
en poreuze botten.
1 Cellen en weefsels
1.1
Kenmerken van het leven
Alles wat leeft heeft de volgende kenmerken:
– Stofwisseling (metabolisme). Het geheel van chemische processen die
plaatsvinden in de cellen en het organisme. Voorbeelden van deze
chemische processen zijn: het vrijmaken van energie uit de opgenomen stoffen, het gebruik van de energie (verbranding), het gebruik van bouwstoffen en de verwerking en uitscheiding van afvalstoffen. Het metabolisme kan onderverdeeld worden in twee afzonderlijke processen: weefselafbraak (katabolisme) en weefselopbouw (anabolisme). Onder katabolisme wordt verstaan het
uiteenvallen van grote moleculen in kleinere moleculen, bijvoorbeeld bij de spijsvertering in het maag-darmkanaal en tijdens de
verbrandingsprocessen in de cellen. Anabolisme is het totaal van
alle opbouwreacties, zoals bij de vorming van eiwitten uit aminozuren voor de opbouw van de cellen.
– Groei. Er treedt een volumevergroting van het lichaam op in lengte
en gewicht. Voedsel en zuurstof zijn de bouwstenen voor groei.
– Voortplanting. Dit is het ontstaan van nieuw leven, noodzakelijk voor
het voortbestaan van de soort.
– Aanpassing. Dit is het vermogen om zich aan te passen aan veranderde levensomstandigheden, bijvoorbeeld de toename van het
aantal rode bloedcellen (erytrocyten) bij een verblijf in een omgeving met een relatief lage zuurstofspanning (zoals in een hooggebergte).
– Prikkelopvang en prikkelverwerking. Dit is het vermogen om te reageren
op prikkels vanuit de buitenwereld of vanuit het lichaam zelf en
deze door het gehele lichaam door te geven en te verwerken.
– Beweging. Door spierwerking kunnen het lichaam en de lichaamsonderdelen veranderen van vorm en plaats.
1.2
De opbouw van het menselijk lichaam
Cel, weefsel, orgaan, orgaanstelsel, organisme: dat is de opbouw van
het menselijk lichaam van de kleinste eenheid tot de grootste.
De cel, de kleinste eenheid, is de fundamentele bouwsteen van het
menselijk lichaam.
Een weefsel is een groep cellen die naar bouw en functie bij elkaar
horen met de bijbehorende tussenstof, zoals spierweefsel en zenuwweefsel.
Een orgaan is opgebouwd uit verschillende, samenwerkende verschil-
5
6
Anatomie en fysiologie
lende weefsels met een bepaalde functie. Het orgaan hart zorgt bijvoorbeeld voor de circulatie van het bloed.
Een orgaanstelsel bestaat uit een groep samenwerkende organen dat
samen een bepaalde functie heeft. Het ademhalingsstelsel bijvoorbeeld
wordt gevormd door neus-, mond- en keelholte, het strottenhoofd, de
luchtpijp, de bronchiën en longen.
Een organisme ten slotte is de grootste eenheid van het menselijk
lichaam en bestaat uit het geheel van samenwerkende orgaanstelsels.
1.3
Samenwerking
Voor een goede afstemming in het lichaam werken een aantal orgaanstelsels en processen intensief samen.
1.3.1
het zenuwstelsel en het hormoonstelsel
Deze twee stelsels zorgen voor een optimale samenwerking tussen de
organen en de orgaanstelsels.
Deze stelsels regelen ook het doeltreffend en snel reageren op veranderingen in de buitenwereld. Het zenuwstelsel kan signalen razendsnel door het gehele lichaam sturen waardoor de werking van de
organen (bijvoorbeeld van het hart) plotseling versnelt of vertraagt.
Hormonen hebben een stimulerende werking op bepaalde organen.
1.3.2
homeostase
Homeostase (dit betekent letterlijk: gelijk blijven) is het streven van
het lichaam naar het constant houden van het inwendige milieu van
het lichaam. De omgeving verandert voortdurend: de omgevingstemperatuur verandert, er kan sprake zijn van inspanning, maar ook
bloedverlies is zo’n verandering. Om homeostase te bewerkstelligen,
zijn allerlei regelmechanismen nodig die proberen de veranderingen
van het inwendige milieu(weefselvocht, bloedplasma) min of meer
stabiel te houden. Het zenuwstelsel en het hormoonstelsel spelen
hierbij een belangrijke rol, maar alle orgaanstelsels zoals ademhaling
en het spijsverteringsstelsel helpen mee. Twee voorbeelden:
– Een sporter produceert meer koolzuurgas (= koolstofdioxide, CO2)
door de toegenomen verbranding. Vrijwel onmiddellijk neemt dan
de stroomsnelheid van het bloed toe (het hart gaat sneller kloppen)
om dit CO2 naar de longen af te voeren. Ook wordt de ademhaling
gestimuleerd zodat het CO2 daarna kan worden uitgeademd. Door
dit regelmechanisme stijgt de CO2-concentratie in bloed maar beperkt.
1 Cellen en weefsels
7
– Na het eten wordt er veel glucose in het bloed opgenomen. Vrijwel
direct reageert het lichaam op deze verandering met de productie
van insuline. Dit hormoon stimuleert de opname van glucose in
cellen, waardoor de concentratie in het bloed weer normaliseert.
1.3.3
vochtbalans
De hoeveelheid water die een volwassene dagelijks moet opnemen is
ruim 2 liter. Dit gebeurt via eten en drinken. Daarnaast wordt er per
etmaal nog ongeveer 0,4 l water geproduceerd tijdens het verbrandingsproces in de cellen. Dat wat het lichaam opneemt moet gelijk zijn
aan de hoeveelheid vocht die het lichaam dagelijks uitscheidt (met de
urine, zweet, ontlasting en via uitademing). Er is sprake van een
vochtbalans. Via de huid verdampt 300-400 ml water door uitademing.
Bij warm weer of zware arbeid verliest het lichaam door zweet meer
vocht (tabel 1.1).
Tabel 1.1
Vochtbalans.
vochtverlies
normale temperatuur
warm weer
zware arbeid
huid
350 ml
350 ml
350 ml
luchtwegen
350 ml
250 ml
650 ml
feces
100 ml
100 ml
100 ml
zweet
200 ml
1500 ml
5000 ml
urine
1500 ml
1300 ml
600 ml
totaal
2500 ml
3500 ml
6700 ml
Het lichaam van een volwassene bevat 60% water en 40% vaste stof.
Een persoon met een gewicht van 70 kg heeft dus ongeveer 42 liter
water. Van de 42 liter water in het lichaam van een volwassene bevindt
zich ongeveer 70% binnen in de cellen (30 liter) en de overige 12 liter
bevindt zich buiten de cel: 3 liter bloedplasma en 9 liter weefselvocht.
Water heeft in het lichaam meerdere functies: bouwstof (een cel bestaat voor 75% uit water), oplosmiddel en transportmiddel. Water
speelt ook een belangrijke rol bij de warmteregulatie door transpiratie
en is daarom een goede koelvloeistof. Omgekeerd vervoert het water
de warmte van de plaats waar het wordt geproduceerd (lever, spieren)
naar de plaatsen waar warmte nodig is om het lichaam op temperatuur
te houden.
Om een te grote hoeveelheid afvalstoffen in het bloed te voorkomen,
8
Anatomie en fysiologie
moet een volwassene ten minste 400 ml urine per etmaal produceren.
In de praktijk wordt een veilige ondergrens van 1000 ml voor een
volwassene aangehouden.
In de praktijk 1.1 Uitdroging
Bij uitdroging (ook wel dehydratie genoemd) is er in de weefsels
een vochttekort. Kenmerkende verschijnselen van uitdroging zijn
verminderde spanning van de huid, droge tong, dorst, weinig
plassen en een verhoogde temperatuur. Ook treedt gewichtsverlies op. Oudere mensen kunnen bij uitdroging verward en
onrustig zijn.
Een verstoorde vochtbalans heeft ernstige gevolgen voor de
lichaamsfuncties. Een vochtverlies van 10% is al zeer ernstig; als
het vochtverlies meer dan 20% bedraagt, kan dit dodelijk zijn. Bij
sterk vochtverlies zullen de nieren minder urine produceren om
het evenwicht zo veel mogelijk te kunnen handhaven. Bij extreem
vochtverlies (bijvoorbeeld door een grote bloeding) kan de productie van urine zelfs helemaal stoppen. Het gevolg is dat de
concentratie van allerlei afvalstoffen in het bloed stijgt met ernstige consequenties. Met name bij baby’s, kleine kinderen en
ouderen kan het ziekteverloop door uitdroging zeer snel gaan. Er
moet zo snel mogelijk vocht toegediend worden.
1.3.4
zouten
De mens heeft dagelijks zout (mineralen oftewel elektrolyten) nodig.
De zouten zijn in het lichaamsvocht opgelost. De nieren (zie hoofdstuk 5) hebben een belangrijke invloed op de elektrolytenbalans.
Van bepaalde zouten heeft het lichaam maar weinig nodig. Deze
worden sporenelementen genoemd. Bekende voorbeelden zijn: fluor,
jood en koper.
Zouten/elektrolyten dienen als:
– bouwstof, bijvoorbeeld calcium- en magnesiumzouten in de botten
– bestanddeel van hormonen en enzymen; voorbeelden hiervan zijn
jood en ijzer;
– bloedstolling (met behulp van onder andere calcium);
– prikkelgeleiding (ook met calcium);
– spiersamentrekking (ook met calcium).
1 Cellen en weefsels
1.3.5
de ph
In de scheikunde wordt onder een zuur verstaan: een stof die waterstofionen (H+ ionen) kan afgeven. Bekende voorbeelden van zuren
zijn: zoutzuur, zwavelzuur, azijnzuur en fosforzuur. Ze hebben gemeen dat ze allemaal zuur smaken. Als je kijkt naar de chemische
formule van deze stoffen, dan blijken ze allemaal een H+-ion kunnen
afgeven. Het zijn dus zuren. Een base is een stof die waterstofionen
(H+-ionen) kan opnemen. De stoffen hebben een zeepachtige smaak.
Basische oplossingen hebben met water gemeen dat er altijd hydroxide (OH-)-ionen aanwezig zijn.
Het getal dat aangeeft hoe zuur of basisch een oplossing is, wordt de
pH-waarde genoemd. Dit getal varieert van 0 tot 14.Een zure vloeistof
is een vloeistof met een pH-waarde variërend van 0 tot 7. Hoe dichter
het getal bij de nul komt, hoe zuurder de oplossing wordt. Een basische vloeistof is een vloeistof met een pH-waarde variërend vanaf 7 tot
en met 14. Hoe dichter het getal bij de 14 komt, hoe basischer de
vloeistof. De pH van zuiver water is precies gelijk aan 7,0. Zuiver water
is dus een neutrale vloeistof. Het smaak niet zuur en het smaak niet
naar zeep.
De pH van de maag is 2 vanwege aanwezigheid van zoutzuur. Bij deze
pH werken de enzymen in de maag het beste. Het zure milieu zorgt er
ook voor dat de groei van ziekteverwekkende bacteriën geremd wordt.
Een ander zuur milieu is dat van de vagina. De pH daar varieert tussen
de 3,8 en 4,5. Dit zure milieu biedt een goede bescherming tegen
infecties. De pH van slagaderlijk bloed ligt altijd tussen de 7,35 en
7,45. Slagaderlijk bloed is dus licht basisch (ook wel alkalisch genoemd). Bij een pH lager dan 7,35 zijn er al te veel H+-ionen in het
bloed, waardoor de bloedeiwitten beschadigd kunnen raken. Deze
verstoring van het zuur-base-evenwicht in het bloed wordt een acidose
genoemd.
Bij een pH groter dan 7,45 zijn er juist minder H+-ionen in het bloed
aanwezig. Dit veroorzaakt ook een ontregeling in het zuur-baseevenwicht van het bloed en wordt een alkalose genoemd. Dit is al heel
snel levensbedreigend. De oorzaak van de verstoring kan gelegen zijn
in een aandoening van de longen of luchtwegen, maar ook in de
stofwisseling. Bij de verbrandingsprocessen in het lichaam ontstaan
voortdurend zuren. De belangrijkste zijn koolzuur en melkzuur. Door
het ontstaan van deze zuren kan het voorkomen dat de pH-waarde van
het bloed te veel gaat veranderen. Het lichaam zelf heeft oplossingen
om dit te voorkomen, namelijk:
9
10
Anatomie en fysiologie
– de ademhaling. Bij de ademhaling wordt koolzuurgas (koolstofdioxide, CO2) uit het bloed verwijderd; CO2 werkt pH-verlagend, door
deze stof uit te ademen wordt de pH- waarde weer normaal.
– de urineproductie. De nieren kunnen een teveel aan zuren uit het bloed
halen en over laten gaan naar de urine. De nieren kunnen bovendien bij een te lage pH-waarde (acidose), extra bicarbonaat vormen
en dat aan het bloed afgeven. Dit bicarbonaat bindt het teveel aan
H+-ionen en vormt dus een buffer.
1.4
Bouw en functie van cellen
De cel is de kleinste levende bouwsteen van het menselijk lichaam,
zowel wat bouw en structuur als wat werking en functie betreft.
De buitenste begrenzing van een menselijke cel wordt gevormd door
een celmembraan. Het binnenste van de cel wordt gevormd door een
waterige oplossing, het cytoplasma (celplasma), met daarin een groot
aantal bestanddelen, de zogenaamde organellen. Celorganellen (celorgaantjes) zijn de werkplaatsen van de cel. Het cytoplasma zelf bestaat grotendeels uit water (75%) met daarin opgelost zouten, eiwitten, koolhydraten en vetten. De eiwitten hebben onder andere belangrijke enzymfuncties. In figuur 1.1 staat een schema van de menselijke cel.
celplasma
kernmembraan met poriën
kern
kernlichaampje
kernplasma
celmembraan
Figuur 1.1 Schema van de menselijke cel.
1 Cellen en weefsels
Een cel heeft voor de opbouw en groei van cellen vocht, mineralen en
eiwitten nodig.
De buitenkant van de cel, het celmembraan, is halfdoorlatend: voor
sommige stoffen niet doorlatend, voor andere wel. Het celmembraan
zorgt voor de regeling van de opname van stoffen vanuit de omgeving
van de cel. Alle cellen worden omgeven door een waterig milieu, het
weefselvocht.
In de cel bevindt zich een kern die begrensd wordt door het kernmembraan. De waterige oplossing in de kern wordt kernplasma genoemd, terwijl deze waterige oplossing buiten de kern celplasma heet.
Het kernmembraan bevat poriën zodat tussen het kernplasma en
celplasma uitwisseling van stoffen mogelijk is.
De verschillende celactiviteiten, zoals eiwitopbouw, vertering, celdeling, verbranding, slijmproductie en transport van slijm, worden geregeld door de kern en uitgevoerd door de kleine orgaantjes in de cel
(organellen), elk met hun eigen vorm en functie. De energie die
daarvoor nodig is, wordt opgewekt in de cel zelf in speciaal daartoe
bestemde organellen, de mitochondriën, ook wel de krachtcentrales/
energiefabriek van de cel genoemd.
De afbraak van stoffen in de cel verloopt meestal met behulp van
zuurstof, dat betekent dat brandstoffen als glucose en vetzuren tijdens
de reactie met zuurstof in de cel worden omgezet in koolstofdioxide
en water. Hierbij komt energie vrij. In een formule wordt de verbranding van glucose met zuurstof als volgt weergegeven:
O2 + glucose ? energie + CO2 +H2O
De bekendste brandstoffen zijn koolhydraten (suikers) en lipiden (vetten). In het spijsverteringskanaal worden de suikers afgebroken tot
glucose, dat dan als brandstof beschikbaar is. In de lever- en spiercellen ligt glycogeen in opslag, dat ook afgebroken kan worden tot
glucose voor het verbrandingsproces. Vetten zijn een uitstekende
brandstof. Eiwitten hebben vele functies, vooral als bouwstof. Ook
kunnen ze als brandstof dienen.
In het kernplasma bevinden zich één of meer kernlichaampjes en
chromosomen. In de kern van menselijke cellen bevinden zich 23 paar
chromosomen (totaal 46). De chromosomen zijn de drager van de
erfelijke eigenschappen. Een chromosoom bestaat uit een keten van
kleinere eenheden, een soort kralenketting, waarbij de kralen gevormd
worden door een specifieke stof, het DNA. Elk van deze delen bevat de
informatie over één bepaalde eigenschap, bijvoorbeeld het ‘recept’
11
12
Anatomie en fysiologie
voor het maken van een bepaald eiwit, de haarkleur. Deze eenheid van
erfelijke informatie wordt een gen genoemd Elke van de genen heeft
een vaste plaats in een bepaald chromosoom. Chromosomen bevatten
dus genen. Het zijn dus de erfelijke deeltjes, de dragers van de erfelijk
aanleg. Erfelijke aanleg wordt weer omgezet in zichtbare erfelijke
eigenschappen. De genen zorgen er dus voor dat kinderen lijken op
hun ouders of grootouders.
In de praktijk 1.2 Zure benen
Als er een tekort aan zuurstof is, verloopt de verbranding zonder
zuurstof. Deze verbranding levert veel minder energie dan de
verbranding met zuurstof. Het eindproduct van deze verbranding
is melkzuur (verbranding van glucose zonder zuurstof ? minder
energie + melkzuur). Dit is bijvoorbeeld het geval in een (over)belaste spier of in situaties waarin de stroomsnelheid van het
bloed sterk is verminderd, zoals bij een shock.
Een profschaatser vecht tijdens de wedstrijd tegen zijn tegenstander op de andere baan, maar ook tegen zijn zure benen. Hoe
eerder de verzuring optreedt, hoe kleiner de kans om de wedstrijd
te winnen.
1.5
Transport: diffusie, osmose en filtratie
Diffusie, osmose en filtratie zijn natuurkundige processen die een rol
spelen bij het transport van moleculen door het celmembraan.
1.5.1
diffusie
Een schep suiker die oplost in een glas hete thee: dat is wat er gebeurt
bij diffusie. Hoe meer suiker, hoe sterker de concentratie van suiker.
Hoe minder suiker, hoe groter de concentratie van het water, de
waterconcentratie (figuur 1.2).
Wanneer iemand met deodorant spuit, ruiken we dat na een tijdje in
het hele huis. Dit zijn twee voorbeelden van diffusie. Onder diffusie
wordt het verschijnsel verstaan dat gassen, veel vloeistoffen (de zogenaamde mengbare vloeistoffen) en oplossingen spontaan vermengen. De stoffen bewegen zich van plaatsen met een hoge concentratie
naar plaatsen met een lage concentratie, totdat de concentraties overal
gelijk zijn.
Diffusie wordt veroorzaakt door de beweging van de moleculen. Hoe
groter de beweeglijkheid van de moleculen is, des te sneller verloopt
1 Cellen en weefsels
13
water
later
later
suikerklontje
Figuur 1.2 Het oplossen van een suikerklontje, gevolgd door diffusie.
de diffusie. Bij gassen verloopt de diffusie sneller dan bij vloeistoffen.
Wanneer je de gaskraan in de keuken maar even openzet, zul je vrij
snel overal in de keuken de gaslucht ruiken. Dit gas (methaan) is van
zichzelf reukloos, maar men heeft er een geurstof aan toegevoegd met
het oog op de veiligheid. De diffusiesnelheid neemt toe bij hogere
temperaturen (zoals in hete thee), doordat de moleculen dan sneller
bewegen.
Figuur 1.3 laat nog een voorbeeld zien van het verschijnsel diffusie. De
twee vloeistoffen hebben zich uiteindelijk met elkaar vermengd.
Diffusie kan ook optreden door een membraan (vlies) heen, als het
membraan doorlatend (permeabel) is. Zo vindt er in de longblaasjes
(hoofdstuk 4) diffusie plaats van zuurstof vanuit de longblaasjes naar
het bloed en ook van het gas koolstofdioxide (CO2) vanuit het bloed
naar de longblaasjes. De diffusie kan hier zeer snel verlopen, omdat
het oppervlak erg groot is. De longblaasjes hebben samen gemiddeld
een oppervlak van ongeveer 90 m2. Bovendien is de wand zeer dun,
Figuur 1.3 Diffusie: een cilinderglas wordt gevuld met inkt en water. Na enige
tijd hebben de inktmoleculen zich door cilinderglas verspreid.
14
Anatomie en fysiologie
zodat de gassen er gemakkelijker doorheen kunnen. Een ander voorbeeld van diffusie is het verplaatsen van voedingstoffen die vanuit de
darm door de darmwand in het bloed komen.
1.5.2
osmose
Huis-tuin-en-keukenvoorbeelden van osmose zijn het aanzuigen van
water door rozijnen, het vochtig worden van het keukenzout, het
uitdrogen van sla met sladressing (zout) en de zuigkracht van planten.
Hoe werkt dit en waarom is het een belangrijk proces in het menselijk
lichaam?
Osmose is de vermenging (diffusie) van een oplosmiddel (bijvoorbeeld
water) door een halfdoorlatende (semi-permeabel) membraan (bijvoorbeeld het celmembraan). Dit is een membraan waarbij het oplosmiddel (water) wel kan passeren en de opgeloste stof niet of slechts
zeer langzaam. Een voorbeeld hiervan is te zien in figuur 1.4.
Figuur 1.4 Osmose.
Een suikeroplossing wordt gescheiden van water door een semi-permeabel vlies. Eerst zie je dat daarin een geconcentreerde suikeroplossing aanwezig is. Doordat de natuur altijd streeft naar evenwicht zal in
dit geval, doordat suiker het membraan niet kan passeren, water zich
gaan verplaatsen in de richting van de suikeroplossing. De suikeroplossing zuigt het omringende water op. Dit noem je aanzuigkracht
oftewel osmotische druk.
In het menselijk lichaam treden osmotische verschijnselen op omdat
alle celmembranen semi-permeabel zijn. Dit verschijnsel is duidelijk te
1 Cellen en weefsels
zien bij de rode bloedcellen in het bloedplasma. Wanneer de vloeistof
rondom de rode bloedcellen, dus het bloedplasma, meer zouten bevat
dan de cellen zelf, is de waterconcentratie in het bloedplasma kleiner
dan in de cellen. Het water verplaatst zich dan vanuit de cellen naar
het bloedplasma (figuur 1.5), waardoor de cellen geleidelijk zullen
uitdrogen. Wanneer het bloedplasma te weinig zout bevat (de waterconcentratie is dan te hoog), verplaatst het water zich vanuit het
bloedplasma naar de cellen. De rode bloedcellen krijgen dan een
opgeblazen vorm en zullen ten slotte barsten. Om dit te voorkomen, is
het noodzakelijk dat de zoutconcentratie (en daarmee de waterconcentratie) in het bloedplasma en in de bloedcellen aan elkaar gelijk
zijn. Dit betekent dat de osmotische waarde van het bloedplasma
gelijk moet zijn aan de osmotische waarde van de bloedcellen. Daarom
zeggen we: het bloedplasma moet isotonisch zijn (isos = gelijk; tonos =
spanning). Als er zich dan ook te veel of te weinig zout in ons bloedplasma bevindt, zullen de nieren direct bijsturen om ervoor te zorgen
dat het zoutgehalte vrijwel constant blijft (hoofdstuk 5). De colloı̈dosmotische druk is de wateraanzuigende kracht naar het bloed. Deze
druk wordt veroorzaakt door de eiwitten in het bloed. In hoofdstuk 5,
dat gaat over uitscheiding, over de nieren en urinewegen wordt dit
besproken.
1.5.3
filtratie
Filtratie is het proces waarbij water met opgeloste stoffen zich door
een wand verplaatst. De drijvende kracht achter filtratie is druk die
door het water wordt uitgeoefend. Koffiezetten door het schenken van
water op een filter gevuld met koffie is een vergelijkbaar proces.
Filtratie speelt een belangrijke rol bij bijvoorbeeld de vorming van
urine.
1.6
Celdeling
Door celdeling ontstaan er voortdurend nieuwe cellen en sterven oude
cellen af. Bij jonge mensen die nog in de groei zijn, is de aanmaak van
nieuwe cellen groter dan de afbraak. Bij ouderen is het net andersom.
Bij volwassenen is dit proces vrijwel in evenwicht. Er bestaan twee
soorten celdelingen, de gewone celdeling en de reductiedeling.
1.6.1
gewone celdeling
De gewone celdeling (mitose) begint met een deling van de celkernen.
Na de kerndeling is het aantal chromosomen weer gelijk aan het
oorspronkelijke aantal. Eerst verdubbelt elke chromosoom zichzelf en
15
16
Anatomie en fysiologie
Figuur 1.5 a Rode bloedcel in een hyperosmotisch milieu. De cel krijg een
doornappelvorm. b. rode bloedcel in een hypo-osmotisch milieu. Er treedt afbraak
van rode bloedcellen (hemolyse) op.
daarna worden ze van elkaar getrokken. Uit één cel met 46 chromosomen vormen zich dus twee cellen met elk opnieuw 46 chromosomen. In figuur 1.6 is de fase te zien waarbij de 46 chromosomen zich
net hebben gekopieerd. Nu zijn er 46 ‘nijptangetjes’ te zien. Ieder
tangetje splitst zich daarna in twee aparte chromosomen, voor iedere
nieuwe cel één.
De gewone celdeling komt in het hele lichaam voor en duurt, afhankelijk van het celtype en de omstandigheden, 1 tot 2 uur. Figuur 1.7 is
een schematische weergave van de gewone celdeling (mitose).
In de praktijk 1.3 Kanker
Kanker (kwaadaardige tumorgroei) ontstaat door ongeremde
celdelingen. Bij een volwassen persoon bestaat onder normale
omstandigheden in de meeste weefsels een evenwicht tussen
celaanmaak en -verlies. Celverlies vindt vooral plaats door
geprogrammeerde celdood. Celaanmaak vindt plaats door celdeling (mitose). Bij tumorgroei is het evenwicht tussen celafbraak
en -aanmaak gestoord; er worden meer cellen gevormd dan dat er
afsterven. Kenmerk van kwaadaardige tumoren is het vermogen
tot ingroei in omliggende weefsels. Hierdoor kunnen kankercellen binnendringen in lymfebanen en -klieren. Ook kunnen ze de
wanden van bloedvaten passeren en dan versleept worden naar
andere organen. Dit worden hematogene metastasen (uitzaaiin-
1 Cellen en weefsels
17
gen) genoemd. Een kwaadaardige tumor met zulke metastasen
heeft vaak een slecht vooruitzicht op genezing.
Figuur 1.6 Microfoto (vergroting 5.500x) van de 46 chromosomen van de cellen
van een vrouw.
46
46
46
46
b
c
46
a
a lichaamscel met 46 chromosomen in de kern
b de chromosomen hebben zich verdubbeld en er ontstaan twee nieuwe
kernen en cellen
c de oude cel heeft zich gesplitst in twee nieuwe cellen, elk weer met 46
chromosomen
Figuur 1.7 Schematisch overzicht van de mitose.
18
Anatomie en fysiologie
1.6.2
reductiedeling
De reductiedeling (meiose) komt alleen voor in de geslachtsklieren, dus
bij de vrouw in de eierstokken (ovaria) en bij de man in de zaadballen
of testes. Door de reductiedeling vermindert het aantal chromosomen
tot de helft. Dit verklaart ook waarom het reductie (vermindering) heet.
De cellen bevatten dan slechts 23 chromosomen. Dit zijn de geslachtscellen, bij de vrouw eicellen en bij de man zaadcellen genoemd.
Nog een verschil met de gewone celdeling is dat deze deling in twee
stappen verloopt, zodat er uiteindelijk bij de man 4 (zaad)cellen (geslachtscellen) ontstaan. Bij de vrouw gaat het iets anders. Het celplasma wordt namelijk niet gelijk verdeeld over de vier dochtercellen.
Om straks de bevruchte eicel zo veel mogelijk celplasma mee te geven,
gaat bij de reductiedeling bijna al het cytoplasma naar een van de
dochtercellen. De andere drie cellen bestaan uit een kern met een
minuscule hoeveelheid cytoplasma met celwand. Deze cellen worden
poollichampjes genoemd. Alle drie de poollichaampjes en de eicel
hebben 23 chromosomen. De poollichaampjes worden uiteraard niet
bevrucht. De reductiedeling dient om ervoor te zorgen dat baby’s in
hun cellen weer gewoon 46 chromosomen hebben. Wanneer de
mannelijke zaadcel (met 23 chromosomen) bij de bevruchting samensmelt met de vrouwelijke eicel (met 23 chromosomen) heeft de
bevruchte eicel weer het oorspronkelijke aantal van 46 chromosomen.
Figuur 1.8 is een schematische weergave van de reductiedeling.
In de praktijk 1.4 Het syndroom van Down
Ongeveer 95% procent van de mensen met het syndroom van
Down heeft een trisomie 21. Dat wil zeggen dat er van het chromosoom 21 drie in plaats van twee exemplaren in de lichaamscellen voorkomen. Hierbij gaan tijdens de vorming van de ei- of
zaadcel de twee exemplaren van chromosomenpaar 21 niet uit
elkaar, maar gaan beide chromosomen naar één dochtercel, die
dan 24 chromosomen heeft. De lichaamscellen die na de
bevruchting uit de bevruchte eicel ontstaan, hebben dan steeds
drie exemplaren van chromosoom 21. De eigenlijke oorzaak van
dit niet uit elkaar gaan van een chromosomenpaar is niet bekend,
maar de afwijking komt vaker voor in eicellen bij vrouwen boven
de 37 jaar. Vermoedelijk heeft ook de leeftijd van de vader er iets
mee te maken.
1 Cellen en weefsels
19
23
23
23
46
23
23
23
a
b
c
a cel in geslachtsklier: bij vrouw in eierstok, bij man in zaadbal
b het aantal chromosomen is gehalveerd en er ontstaan twee nieuwe
kernen, elk met 23 chromosomen (reductiefase)
c de gereduceerde cellen hebben zich elk vermeerderd in twee
voortplantingscellen zodat er vier voortplantingscellen zijn ontstaan.
Bij de vrouw dus vier eicellen, bij de man 4 zaadcellen. Van de vier eicellen
wordt er slechts één een rijpe eicel, de andere drie sterven af.
Figuur 1.8 Schematisch overzicht van de meiose.
1.6.3
erfelijkheid
Kinderen lijken op hun ouders of grootouders. Dit wordt bepaald door
sociale en milieufactoren, maar vooral door erfelijke factoren, opgeslagen in de genen.
Via de genen (die zich bevinden in de chromosomen) worden niet
alleen de positieve eigenschappen overgedragen, maar ook de minder
gunstige, zoals bepaalde ziekten. De wetenschap die de eigenschappen van de genen onderzoekt, noemen we genetica of erfelijkheidsleer.
Of een baby een jongen of een meisje wordt, wordt bepaald door de
geslachtschromosomen. Een nieuw mens ontstaat als een zaadcel met
23 chromosomen samensmelt met een eicel met 23 chromosomen.
Elk embryo (de zich ontwikkelende vrucht) heeft dus weer 46 chromosomen in zijn cellen, die voor de ene helft een kopie zijn van de vader
en voor de andere helft van de moeder.
De geslachtscellen van de vrouw (,) bevatten altijd twee X-chromosomen, die van de man (<) één X-chromosoom en één Y-chromosoom.
Na de reductiedeling bevat dus elke eicel één X-chromosoom, terwijl
door de reductiedeling de mannelijke zaadcel of één X-chromosoom
bevat, of één Y-chromosoom. Als bij de bevruchting de zaadcel een
X-chromosoom heeft en die smelt samen met het X-chromosoom van
de eicel krijgen alle cellen in het embryo twee X-chromosomen: het
wordt een meisje. Heeft de zaadcel een Y-chromosoom, dan wordt het
een jongen. Het geslacht van een kind wordt dus helemaal bepaald
door de zaadcel van de vader en niet door de moeder, zoals ze vroeger
wel dachten.
Overdracht van erfelijke eigenschappen wordt bepaald door de genen
20
Anatomie en fysiologie
van de ouders. De genen werken in paren samen. Soms is het ene gen
sterker dan het andere. Het sterke gen noemen we dominant, het
zwakke gen recessief. Dit verklaart waarom een blonde vader en een
donkerharige moeder een donkerharig kind (zwart is dominant)
kunnen krijgen. Het dominante gen voor de haarkleur bepaalt in dit
geval de overdracht van een bepaalde eigenschap, namelijk donkere
kleur van het haarhaar.
1.7
Weefsels
Een weefsel is een groep cellen met dezelfde vorm en functie. Sommige weefsels hebben nauwelijks tussenstof, zoals dekweefsel, andere
hebben meer tussenstof dan cellen, zoals bindweefsel.
We onderscheiden vier typen weefsels: dekweefsel (epitheel), steunweefsel, spierweefsel en zenuwweefsel (figuur 1.9). Het bloed wordt
ook wel als weefsel beschouwd, namelijk als vloeibaar weefsel.
In de weefselspleten bevindt zich weefselvocht, dat altijd voldoende
zuurstof en voedingstoffen moet bevatten om de cellen in leven te
kunnen houden. In de weefselspleten moeten de cellen ook hun afvalproducten kwijt kunnen. Door de haarvaten wordt weefselvocht
afgegeven en weer opgenomen, zodat regelmatig verversing optreedt.
dwarsgestreept (animaal: skeletspieren)
spierweefsel
glad (vegetatief: bijv. wanden maag-darmkanaal
hartspierweefsel
plaveisel
(wand alveoli)
enkellagig
cilindrisch
kubisch
epitheel
(niertubuli)
plaveiselepitheel
meerlagig
dekweefsels
weefsels
met slijmcellen: slijmvlies (bijv. endometrium)
soms met trilharen (tuba, luchtwegen)
soms met microvilli (maag-darmkanaal)
mesotheel
verhoornend (epidermis)
niet-verhoornend (bijv. vagina)
overgangsepitheel
(blaaswand)
(bijv. pleura)
endotheel
straf bindweefsel (pezen, banden, aponeuroses)
(binnenzijde
vaatwand)
elastisch bindweefsel (arteriewanden)
bindweefsels
losmazig bindweefsel (bijv. holten tussen organen)
reticulair bindweefsel (lymfoïde organen)
steunweefsels
vetweefsel (bijv. subcutis)
kraakbeen
hyalien kraakbeen (gewrichtsoppervlakken)
elastisch kraakbeen (bijv. oorschelpen)
beenweefsels
vezelig kraakbeen (bijv. symphysis pubica)
compact (diafyse pijpbeenderen)
zenuwweefsel
spongieus (epifyse pijpbeenderen)
Figuur 1.9 Samenvattend schema van weefsels.
1 Cellen en weefsels
1.7.1
dekweefsel
Dekweefsel (epitheelweefsel) bestaat uit cellen die zonder tussenstof
direct tegen elkaar aanliggen. Het heeft meestal een beschermende functie, denk maar aan de huid. Het bekleedt de buitenkant van het
lichaam. Maar het bekleedt ook de binnenkant van alle holle organen,
bijvoorbeeld darmen, luchtwegen en urinewegen of bloedvaten. Bij de
bloedvaten heet de binnenbekleding endotheel. Dekweefsel begrenst
zo een holte en heeft daarom een begrenzende functie. Daarom moeten de
cellen van het dekweefsel aaneengesloten zijn, zonder tussenruimten,
en is er in dekweefsel geen ruimte voor bloedvaten of lymfevaten (het
is dus nooit dik). Voeding komt vanuit het onderliggende bindweefsel
en door de weefselspleten de cellen.
Door het contact met de lichaamsholtes is dekweefsel het enige
weefsel dat in contact komt met de inhoud van de luchtwegen en die
van het maag-darmkanaal. Daar is de functie van het dekweefsel ook
‘opnemen’ en ‘uitscheiden’. Opnemen (resorptie) wil zeggen het opnemen van het verteerde voedsel vanuit het darmkanaal naar het bloed.
Het dekweefsel van bijvoorbeeld de wand van de dunne darm heeft een
belangrijke resorptiefunctie. Uitscheiden (secretie) is het afscheiden van
stoffen. Bij secretie maakt men een onderscheid tussen slijmcellen en
klierweefsel. Slijmcellen produceren slijm, een goed glijmiddel. Ook
geeft slijm bescherming tegen uitdroging en tegen inwerking van
zuren. Daarom produceert de maagwand veel slijm: het beschermt
zichzelf tegen de inwerking van het maagzuur. Dat verklaart de naam
slijmvlies (bijvoorbeeld van mond en vagina). Slijmvlies wordt zo genoemd, omdat in slijmvlies veel cellen zitten die slijm produceren.
Het dekweefsel kan eenlagig of meerlagig zijn (figuur 1.10).
Op plaatsen waar de kans op beschadiging het grootst is, vind je altijd
meerlagig epitheel. Voorbeelden hiervan zijn de mondholte, keelholte
en slokdarm. Vanaf de maag is het verteringskanaal bekleed met eenlagig epitheel; dit vergemakkelijkt de opname van voedingsstoffen. De
vagina en de huid zijn bekleed met meerlagig epitheel.
Vorm en functie van dekweefselcellen
Epitheel
Epitheel vormt de binnenbekleding van organen die in contact
staan met de buitenwereld (bijvoorbeeld van de luchtwegen en
het spijsverteringskanaal);
21
22
Anatomie en fysiologie
Mesotheel (weivlies).
Mesotheel bestaat uit één laag plaveiselcellen met een dun laagje
bindweefsel met veel zenuwvezels; (bekleding van longen (de
pleurabladen), buikholte en buikorganen);
Endotheel
Endotheel is één laag plaveiselcellen aan de binnenzijde van de
bloedvaten (het hart en van de lymfevaten).
a
b
c
1 éénlagig plaveiselepitheel
d
a
b
c
2 éénlagig cilindrisch epitheel;
links: met trilharen (trilhaarepitheel)
a
b
c
3 meerlagig plaveiselepitheel
a
b
c
d
e
f
epitheelcel
basaalmembraan
bindweefsel
slijmcel
trilharen
slijmlaag
Figuur 1.10 Dekweefsel.
1 Cellen en weefsels
Bijzondere celvormen van epitheel
Slijmcellen of -bekercellen
Deze cellen liggen tussen de epitheelcellen en produceren slijm.
Epitheel met slijmbekercellen wordt slijmvlies genoemd. Slijmvlies komt voor als binnenbekleding van luchtwegen, het maagdarmkanaal, de vagina en de baarmoeder. Het slijm helpt bij het
vervoer van stoffen door het maag-darmkanaal, bij de bescherming (vooral van de maagwand) en bij de afweer. Het slijm in de
vagina bijvoorbeeld beschermt tegen het binnendringen van
ziektekiemen. De leukocyten (witte bloedcellen, die verantwoordelijk zijn voor de afweer) kunnen alleen in een waterige omgeving functioneren. Wanneer het slijmvlies in bijvoorbeeld de
luchtwegen uitdroogt, is de kans op luchtweginfecties ook vergroot.
Trilhaarcellen
Trilhaarepitheel is een bijzondere vorm van epitheel, waarin de
cellen bedekt zijn met microscopisch kleine trilharen, die snel
naar een kant bewegen en dan langzaam terug. Het trilhaarepitheel in de bovenste luchtwegen brengt verontreinigingen, bijvoorbeeld stof, naar de keelholte. In de eileiders vervoeren de
trilharen de eicel in de richting van de baarmoeder.
Kliercellen
Een kliercel scheidt een stof af, waarvoor de grondstoffen uit het
bloed gehaald worden. Verschillende kliercellen vormen samen
een klier. Er zijn klieren met een afvoerbuis (exocriene klierena)
en klieren zonder afvoerbuis (endocriene klierenb) (figuur 1.11).
– Exocriene klieren zijn bijvoorbeeld de klieren van het spijsverteringskanaal zoals speekselklieren, maagsapklieren, darmsapklieren en de zweetklieren in de huid..
– Endocriene klieren of hormoonklieren zijn bijvoorbeeld de schildklier en de bijnieren. Deze klieren geven hun producten, hormonen, meteen af aan het bloed. Een hormoon is een stof die
in heel kleine hoeveelheden in het bloed wordt afgegeven en
die bepaalde organen stimuleert om een bij die organen
behorende functie uit te voeren. Voorbeelden van hormonen
zijn: insuline, groeihormoon, schildklierhormoon.
– De alvleesklier is een voorbeeld van een gemengde klier. De
alvleesklier is een exocriene klier, omdat het alvleeskliersap via
23
24
Anatomie en fysiologie
een afvoerbuis wordt vervoerd naar de dunne darm om daar te
helpen bij de vertering, maar het is ook een endocriene klier,
omdat de kliercellen van de alvleesklier ook hormonen (zoals
insuline) producéren. Deze hormonen worden meteen aan het
bloed afgegeven.
a Excretie is het uitscheiden van een stof, die niet meer nodig is.
b Secretie is het uitscheiden van een nuttige stof.
ader
slagader
hormonen
secreet
(afscheidingsproduct)
afvoerbuis
slijmvlies
Links: klier met afvoerbuis (exocriene klier);
rechts: klier zonder afvoerbuis (endocriene klier, hormoonklier)
Figuur 1.11 Klierweefsel.
1.7.2
steunweefsels
Steunweefsels zijn weefsels met veel tussenstof. Vaak neemt de tussenstof
meer plaats in dan de cellen. Steunweefsels dienen om de verschillende delen van het lichaam met elkaar te verbinden en om steun en
stevigheid te geven. In de steunweefsels kunnen bloedvaten, lymfevaten, zenuwen en vezels liggen.
Er zijn drie soorten steunweefsel: bindweefsel, kraakbeen en beenweefsel.
Bloed wordt ook wel tot deze weefsels gerekend. Het plasma is dan de
vloeibare tussen stof, de verschillende bloedlichaampjes de cellen. In
het algemeen bepaalt de tussenstof het soort steunweefsel. Beenweefsel is bijvoorbeeld een steunweefsel veel kalkzouten in de tussenstof.
1 Cellen en weefsels
1.7.2.1
Bindweefsel
In het bindweefsel komen verschillende soorten cellen en vezels voor.
Voorbeelden van cellen zijn:
– jonge bindweefselcellen die de tussenstof en de vezels maken;
– vetcellen;
– cellen die samen een netwerk vormen, de zogenaamde reticulumcellen;
– cellen die bacteriën en vreemde stoffen opnemen en verteren (fagocyterende cellen oftewel vreetcellen).
Voorbeelden van vezels zijn:
– stevige niet rekbare vezels;
– elastische vezels;
– vezels die een fijn vertakt netwerk vormen.
Uit deze soorten cellen en vezels worden verschillende soorten bindweefsel opgebouwd:
– losmazig bindweefsel onder de huid en tussen de organen;
– stevig bindweefsel, dat te vinden is op plaatsen waar stevigheid en
weerstand tegen rek nodig is zoals in pezen, gewrichtskapsel en
-banden; het heeft veel stevige niet rekbare vezels;
– elastisch bindweefsel, dat te vinden is waar elasticiteit belangrijk is
zoals in de wand van de grote bloedvaten; het bevat veel elastische
vezels;
– reticulair bindweefsel, dat zich onder andere in het rode beenmerg,
de lymfeklieren, de milt en de amandelen bevindt en dat een fijn
netwerk van vezels vormt:
in het netwerk van het rode beenmerg liggen stamcellen die de
verschillende soorten bloedcellen kunnen maken;
in het lymfatisch weefsel (lymfeklieren, milt, amandelen) liggen
cellen die vreemde stoffen en bacteriën kunnen opnemen en
verteren, de zogenaamde vreetcellen (macrofagen) en lymfocyten;
– vetweefsel, dat zich onder de huid bevindt, om de organen en in het
gele beenmerg.
.
.
De belangrijkste functies van het bindweefsel zijn:
– stevigheid, omhulling en verbinding van organen en de plaats waar
bloedvaten en zenuwen lopen;
– voeding van het erboven liggende epitheelweefsel door diffusie
vanuit het weefselvocht; in bindweefsel bevinden zich bloedvaten,
in het epitheel niet;
– het overbrengen van krachten van een spier;
25
26
Anatomie en fysiologie
– bescherming tegen schadelijke invloed van buitenaf; bovendien als
verdediging door wondsluiting en littekenvorming; bij beschadiging van weefsels sluiten de bindweefselcellen de beschadigde plek
zo goed mogelijk af;
– vorming van bloedcellen (rode beenmerg) en afweer (lymfeklieren)
(zie hoofdstuk 3);
– opslag en reservoirvorming, isolatie en steun door het vetweefsel.
elastische vezel
stevige, niet
elastische vezel
kern
tussencelstof
bindweefselcel
Figuur 1.12 Bindweefsel.
1.7.2.2
Kraakbeen
Kraakbeen is een steunweefsel waarvan de tussenstof vast, maar wel
vervormbaar is en bestaat uit chondrine of kraakbeenlijm. Door de
tussenstof kunnen al of niet vezels lopen.
De kraakbeencellen liggen in groepjes ingekapseld in de tussencelstof
(figuur 1.13).
Kraakbeen bevat net als dekweefsel geen bloedvaten en geneest daardoor slecht. Het kraakbeen wordt, behalve op de gewrichtsvlakken,
omgeven door een bindweefselvlies (perichondrium). Van hieruit vindt
de voeding door diffusie door de tussenstof plaats.
Er zijn drie typen kraakbeen te onderscheiden:
– glasachtig (hyaline) kraakbeen: de tussencelstof is doorschijnend
(als bekleding van de gewrichtsvlakken van de botten en als verbinding tussen de ribben en het borstbeen); het bevindt zich ook in
de luchtpijp en het strottenhoofd;
– elastisch kraakbeen: de tussencelstof bevat veel elastische vezels (in
de oorschelpen, neusvleugels en het strotklepje);
– vezelig kraakbeen: de tussencelstof bevat dikke bundels vezels en is
daardoor trekvast en drukbestendig (in de tussenwervelschijven van
1 Cellen en weefsels
27
kraakbeencellen
foto
a
tussencelstof
b
a schematisch
b microfoto
Figuur 1.13 Kraakbeen.
de wervelkolom en in de kraakbeenverbinding tussen de beide
schaambeenderen).
Het kraakbeen heeft de volgende functies:
– soepel verloop van de bewegingen in de gewrichten door de bekleding van de gewrichtsvlakken, zodat ruwe botuiteinden niet tegen
elkaar hoeven schuren,waardoor de bewegingen uiterst moeilijk en
pijnlijk zouden verlopen;
– vorming van vele botstukken, met name bij de lengtegroei van
pijpbeenderen;
– vorming van een soepele verbinding tussen sommige botstukken
(bijvoorbeeld tussen ribben en borstbeen);
– vorm geven aan bepaalde lichaamsdelen (oor, neus).
1.7.2.3
Beenweefsel
Beenweefsel is steunweefsel met in de tussenstof veel collagene vezels
en veel kalkzouten, waardoor het vast en niet vervormbaar is. Het
bevat veel bloedvaten. Bij kinderen bevat het beenweefsel veel vezels
en weinig kalk. Het is buigzaam. Als de botten breken, blijft het
omliggende beenvlies (periost) vaak intact: de zogenaamde greenstick
fracturen (denk aan het breken van een verse tak).
Bij ouderen bevat het beenweefsel weinig vezels. Het is broos en
breekt snel.
28
Anatomie en fysiologie
Er zijn verschillende soorten beenderen:
– pijpbeenderen (bijvoorbeeld ellepijp, dijbeen, vingerkootjes);
– platte beenderen (bijvoorbeeld schedel, borstbeen), waarin zich het
rode beenmerg bevindt waarin veel bloedcelen worden gemaakt;
– onregelmatige beenderen (wervels).
Om het bot ligt een stevig collageen bindvlies, dat er ook mee vergroeid is: het periost of beenvlies. Diktegroei vindt plaats van uit het
beenvlies.
Het skelet is zo gemaakt dat met een zo klein mogelijk gewicht een zo
groot mogelijke stevigheid verkregen wordt. Daarom zijn pijpbeenderen hol (mergholte). Vergelijk dit met het frame van een fiets.
Het middelste deel van een pijpbeen wordt de schacht genoemd, de
uiteinden de epifysen. Tussen de schacht en de epifyse ligt bij kinderen
de groeischijf. Door celdeling groeien bij kinderen de groeischijven.
Hierdoor vindt de lengtegroei plaats. De mergholte in de schacht is
omgeven door botweefsel, waarin met het blote oog geen holtes te
zien zijn: een hard, compact deel, de zogenaamde compacta. De
epifysen zijn gevuld met een sponsachtig deel (spongiosa). Spongiosa
bestaat uit een met het blote oog zichtbare beenbalkjes.
Beenweefsel wordt constant opgebouwd en afgebroken door botvormende en -afbrekende cellen. Het beenweefsel is rijk aan bloedvaten.
Bij een botbreuk (fractuur) van het bovenbeen kan zoveel bloed verloren gaan dat de patiënt is shock kan raken.
bloedvaten
kanaal van Havers
beencellen
KH
a
kanaal van Havers
beencellen
b
a een stukje bot, sterk vergroot
b microscopische foto
c elektronenmicroscopische foto (KH=kanaal van Havers)
Figuur 1.14 Beenweefsel
c
1 Cellen en weefsels
Meer uitleg over de soorten beenderen in het skelet en hun functie
staat in hoofdstuk 12.
In de praktijk 1.5 Broze botten
Osteoporose of botarmoede (in de volksmond verkeerd botontkalking genoemd) komt voor bij vrouwen én mannen. De botten
worden zo zwak (poreus) dat je zomaar iets kunt breken. De
meest voorkomende breuken als gevolg van osteoporose zijn
pols-, heup- en wervelbreuken. Naar schatting hebben ruim
800.000 mensen in Nederland osteoporose. Jaarlijks breken ruim
83.000 mensen boven de 55 jaar een bot als gevolg van osteoporose: ruim 15.000 mensen breken een heup, ruim 12.000 mensen
breken een pols of onderarm en ziekenhuizen registreren jaarlijks bijna 16.000 wervelbreuken (slechts één op de drie wervelbreuken wordt door een arts gezien) en ruim 40.000 andere
botbreuken als gevolg van het sluipende proces van botontkalking. Niet alleen oudere mensen kunnen osteoporose krijgen,
osteoporose komt ook voor bij jongere mensen.
Gevarieerde – calciumrijke – voeding en lichaamsbeweging (liefst
in de buitenlucht) zorgen voor gezonde stevige botten; dit geldt
zowel tijdens de opbouwperiode als daarna. Na het 35e levensjaar
wordt de afbraak geleidelijk groter dan de opbouw; daardoor
worden de botten minder stevig. Een botbreuk na het 50e
levensjaar, een bestaande wervelbreuk, een (te) laag lichaamsgewicht, erfelijke aanleg, immobiliteit, medicijngebruik (met
name prednison en prednisonachtige stoffen) zijn ernstige risicofactoren voor het krijgen van osteoporose. Maar ook bepaalde
ziekten of aandoeningen, leeftijd, hormoonafwijkingen, een
vroege menopauze (laatste menstruatie), onvoldoende calcium
en vitamine D en dergelijke factoren spelen een rol bij het al dan
niet krijgen van osteoporose.
Bij vrouwen kan de eerste jaren na de overgang het verlies van
hoeveelheid bot (botmassa) opeens heel snel gaan, soms wel 6%
verlies per jaar. Na de overgang worden er namelijk nauwelijks
vrouwelijke geslachtshormonen (oestrogenen) gemaakt door het
lichaam. Deze hormonen spelen een belangrijke rol bij de aanmaak van het bot. Daarnaast worden vrouwen steeds ouder;
bovendien hebben vrouwen minder stevige botten dan mannen.
Bron: Stichting Osteoporose Nederland, 2009
29
30
Anatomie en fysiologie
beenvlies
compact been
(achterkant)
compact been
(voorkant)
rood beenmerg in
sponsachtig been
Een plat been (borstbeen) dat bestaat uit twee platen met dicht beenweefsel
(compact been), waartussen sponsachtig been met daarin rood beenmerg
Figuur 1.15 Een plat been.
1.7.3
spierweefsel
Spierweefsel zorgt voor de normale lichaamshoudingen (stevigheid
oftewel fixatie) en bewegingen (mobiliteit). In een aantal gevallen
hebben spieren een beschermende functie, doordat ze een bouwelement zijn van de lichaamswand (borst- en buikwand).
Spieren (spierweefsel) bestaan voornamelijk uit langgerekte cellen,
ook wel spiervezels genoemd. Ze kunnen zich samentrekken (contraheren; contractie is samentrekking). We onderscheiden drie typen
spierweefsel (figuur 1.16):
– Dwarsgestreept spierweefsel. Dit bestaat uit spiervezels met vele kernen.
De cellen zijn met elkaar versmolten. Onder de microscoop kun je
vele kleine dwarsstrepen zien. Dwarsgestreept spierweefsel komt
vooral voor aan het skelet. De spieren zijn met pezen vastgehecht
aan de botten. Dwarsgestreepte spieren reageren en werken snel,
maar zijn daardoor ook snel moe. Ze werken afhankelijk van onze
wil. Je kunt dus zelf bepalen of je je arm wilt buigen of niet. We
noemen dit willekeurige spieren.
– Glad spierweefsel. Dit bestaat uit spoelvormige cellen, ieder met één
kern in het midden. Glad spierweefsel komt voor in de wand van
holle organen, zoals het darmkanaal en de bloedvaten. Gladde
spieren trekken zich vrij langzaam samen en zijn bijna nooit moe.
Ze reageren veel trager dan dwarsgestreepte spieren. Hun werking
1 Cellen en weefsels
31
myofibril
kern
a
b
c
Figuur 1.16 Vergelijking van de drie soorten spiervezels; gladde spier (a),
dwarsgestreepte spier (b) en hartspier (c).
is niet afhankelijk van onze wil. We noemen dit onwillekeurige spieren.
– Hartspierweefsel. De bouw van dit weefsel lijkt op het dwarsgestreepte
spierweefsel, maar de werking is zoals bij het gladde spierweefsel,
dus onwillekeurig. Het hartspierweefsel kan snel reageren, maar is
toch onvermoeibaar.
1.7.4
zenuwweefsel
Zenuwweefsel bevindt zich in de hersenen en het ruggenmerg. Het
bestaat uit zenuwcellen (neuronen), die zich speciaal toegelegd hebben op geleiding van prikkels. Verder bevat het zenuwweefsel nog
andere cellen, die dienen voor steun, voeding en fagocytose (het opeten van micro-organismen en andere lichaamsvreemde stoffen).
1.7.4.1
Zenuwcellen
Zenuwcellen hebben een cellichaam met sterk vertakte uitlopers. Deze
uitlopers maken het mogelijk dat zenuwcellen prikkels over bepaalde
afstanden kunnen geleiden. De zenuwcellen samen vormen een netwerk van verbindingen tussen de weefsels waar prikkels worden opgevangen en de weefsels waar prikkels uiteindelijk tot een reactie
leiden.
32
Anatomie en fysiologie
mergschede
neuriet
(axon)
cellichaam
kern
insnoering
schede van Schwann
spiervezel
eindplaatje
dendrieten
Figuur 1.17 Schema van een motorische zenuwcel.
Een zenuwcel (figuur 1.17) bestaat uit:
– een cellichaam met een kern;
– een of meer korte uitlopers (dendrieten); deze geleiden prikkels naar
het cellichaam toe;
– één, meestal zeer lange, uitloper (axon of soms neuriet genoemd); deze
geleidt de prikkels van het cellichaam af. Een axon kan met een
eindplaatje eindigen op een spier of met een schakelplaats een
verbinding vormen met een andere zenuwcel.
De binnenkant van de hersenen en het ruggenmerg heeft licht gekleurde gebieden, de witte stof, en donkere gebieden, de grijze stof. De
witte stof bestaat uit zenuwbanen en de grijze stof uit cellichamen met
hun dendrieten. De meeste uitlopers van een zenuwcel zijn omgeven
door een mergschede (myelineschede) en door voedselcellen, de schede
van Schwann. De witte mergschede is de isolatielaag om de elektrische
impulsen zeer snel te kunnen vervoeren.
Er zijn drie soorten zenuwcellen:
– Sensorische neuronen (gevoelszenuwcellen). Deze voeren de prikkels vanuit de zintuigen, de huid en de slijmvliezen naar de hersenen.
– Motorische neuronen (bewegingszenuwcellen). Deze brengen de opdrachten vanuit de hersenen naar spieren en klieren.
– Schakelneuronen (schakelzenuwcellen). Deze brengen binnen hersenen
en ruggenmerg prikkels over van het ene neuron op het andere.
1.7.4.2
Steuncellen
Behalve uit zenuwcellen bestaat het zenuwweefsel ook uit steuncellen.
Deze liggen tussen de zenuwcellen en zorgen voor steun en voeding
van de zenuwcellen. Ze helpen bij de bescherming van zenuwcellen
tegen schadelijke invloeden.
1 Cellen en weefsels
1.8
Veroudering
Veroudering is een gevolg van een geleidelijke verandering in de stofwisseling van de moleculen en cellen. Celdood is een gewoon verschijnsel, denk maar de schilfering van de huid. Door zich te delen
voorkomen deze cellen dat ze ouder worden. Het maximaal aantal
delingen per cel is echter beperkt (gemiddeld ongeveer vijftig). Normaal gesproken kun je daar erg oud mee worden (wel 122 jaar!).
Langlevende cellen (zenuwcellen, (hart)spiercellen) kunnen zich na
hun aanleg niet meer delen. Hun totale aantal staat vast vanaf de
kinderleeftijd.
In alle cellen (lang- en kortlevend) vindt voortdurend opbouw en
afbraak plaats van organellen en andere celbestanddelen. Bij ouderen
is de afbraak sterker dan de aanmaak, waardoor de cellen niet goed
meer kunnen functioneren.
33