16.1 Lucht is gratis Adembenemend Trainen in bergen verhoogt aantal rode bloedlichamen. Voor juiste snelheid blijf je onder het hartslagfrequentie-omslagpunt. Daar boven dan krijgen je spieren te weinig zuurstof, dit tot gevolg verzuring en beschadiging spieren. Samenspel tussen bloedsomloop en ademhalingsstelsel draagt bij aan homeostase.(evenwicht van alle functies in je lichaam) Diffusie Ventilatie ververst de lucht in je longen. Je ademt via je neus of mond, dit komt in de luchtpijp. Deze splitst in 2 hoofdbronchiën, daarna splitst het in meerdere bronchiën, daarna in de bronchioli. Aan iedere bronchioli hangt een tros longblaasjes. Tussen lucht in de longblaasjes en het bloed zitten 2 lagen. Wand haarvat en wand longblaasje. Doordat na het inademen de spanning van zuurstof zo hoog is, diffundeert het door de wand naar het bloed. Koolstofdioxide gaat naar de longblaasjes. De diffusietijd valt ruim binnen 0,75 seconde omdat het bloed stroomt. De wet van Fick: D = C x 0 x (p1 – p2) d D: Diffusiesnelheid ; aantal moleculen dat per tijdseenheid diffundeert C: Diffusiecoëfficiënt ; afhankelijk van temperatuur en viscositeit diffusiemedium 0: Diffusieoppervlak P1 – p2 : het druk verschil d: Diffusieafstand Zuurstofopname en koolstofdioxideafgifte door het bloed vinden plaats door diffusie. De bouw en werking van de longen maken een snelle diffusie mogelijk. Het samenspel tussen bloedsomloop en ademhalingsstelsel draagt bij aan homeostase. Be deus sit fesdopt Bij verkoudheid heb je opgezwollen neusslijmvliezen. Dit bemoeilijkt de ademhaling. Voordelen van neusademhaling: Neusschelpen vergroten het oppervlak, dus goed contact ook met neusslijmvlies. Zintuigcellen waarschuwen voor bepaalde geuren. Neusharen en slijm vangen stof en ziektekiemen. De lucht wordt door de langere weg warmer en vochtiger, dus minder beschadiging aan de longblaasjes. Ook luchtpijp en bronchiën hebben slim, de trilhaartjes in het slijm werken het vervuilde slijm omhoog naar de keelholte waar je het doorslikt. Twee stromen Er zit heel weinig bloed rond de haarvaten van je longen. Maar doordat er zo’n 5 tot 15 liter bloed langs je longen stroomt in 1 minuut blijft de spanning tussen de lucht- en bloedstroom bestaan. P2 van de wet van Fick blijft laag, door het wegstromen van het bloed. Op een gegeven moment daalt de diffusiesnelheid van zuurstof omdat er minder is, dus ook de diffusiesnelheid van CO2. Omdat er meer CO2 in je bloed blijft, krijgen de hersenen een seintje, hierdoor haal je opnieuw adem. Nauw contact met het (neus-) slijmvlies zuivert en verwarmt ingeademde lucht. Dit bevordert de diffusie. De gaswisseling in de longblaasjes is een continu proces dankzij de stroming van het bloed en de ventilatie van lucht. Even bijstellen Je ademt door ritmische impulsen die naar de inademingsspieren gaan. Trekken ze samen dan adem je actief in. Ontspannen ze, dan volgt de passieve uitademing. De impulsen worden gemeten door rekreceptoren in longen en spieren en pezen, drukrecep. in rechter hartkamer, chemorecep. voor O2, CO2, en pH in aortaboog en halsslagader en thermorecep. in hypothalamus en huid. Hierdoor houdt het ademhalingscentra O2 en CO2 in bepaalde grenzen: homeostase. Ademcentra in de hersenstam regelen de adembewegingen. Informatie uit een groot aantal receptoren beïnvloedt de frequentie en de diepte waarmee je ademhaalt. 16.2 Benauwend Op en neer Door samentrekken van inademingsspieren neemt het volume van je borstkas toe. Borstademhaling doe je door de buitenste tussenribspieren samen te trekken. Buikademhaling trek je de middenrifspier samen. Hierdoor gaat je middenrif naar beneden en worden je organen iets tegen je buikwand aan gedrukt. Je longen volgen de beweging van je borstkas. Hierdoor ontstaat een onderdruk in je longen. En stroomt er dus lucht je longen in om de lege ruimte op te vullen. Ingeklapte long Bij een ingeklapte long zit er lucht in de interpleurale ruimte. Dat is de ruimte tussen het long- en borstvlies. Hierdoor blijft de long klein tijdens het inademen. De bloedvaten worden vernauwd bij de slecht werkende long, zo krijgt de goeie long meer bloed. Zo neemt daar de gaswisseling toe. Een drukkend gevoel Als je snel van beneden naar boven verplaatst voel je een druk op de trommelvliezen. Door te slikken verdwijnt het gevoel. Afsluiting van je oor kan beschadiging veroorzaken aan het trommelvlies. Gassen lossen bij hogere druk beter op in een vloeistof. Bij duikers is het hoe dieper je duikt, hoe meer opgelost stikstof in het water, hierdoor ontstaan in je lichaam belletjes stikstofgas. De Caissonziekte is het gevolg. Te open, te dicht Bij inspanningsastma helpt het om een pufje te nemen. Longemfyseem komt voor doordat je rookt (bij 95% van de gevallen). De longblaasjes verdwijnen en het is op ten duur dodelijk. Astma is een allergische reactie waardoor je luchtpijptakjes vernauwen. 16.3 Bloedlink, die lever Uit voorraad leverbaar… De lever is het belangrijkste ontvangst- , opslag- en distributiecentrum van (voedings-)stoffen in je lichaam. De lever is ook chemisch producent voor de stofwisseling in de rest van je lichaam. De lever is sterk doorbloed en het grootste orgaan in je buikholte. Leverader en poortader vertakken zich tot kleine takjes die eindigen in sinusoïden. Door de actieve levercellen heeft het bloed in de leverader een vrij constante samenstelling. Hierdoor is de lever een belangrijk orgaan voor het handhaven van de homeostase in je lichaam. De lever neemt voedingsstoffen op uit het bloed. Levercellen breken stoffen af, bouwen ze om, slaan ze op en geven ze weer aan het bloed af. Zo draag de lever in belangrijke mate bij aan homeostase. Opbouwen en verbouwen: koolhydraten Aan het begin van sporten goedgevulde glycogeenopslagplaatsen, na het begin gaan spieren glucose gebruiken voor de vorming van ATP. Eerst C6 omgezet in 2 C3 moleculen. Dit wordt afgebroken tot C en daarbij ontstaat ATP. Glucagon van de alvleesklier heeft glycogeen van de lever nodig (als er te weinig glucose is), want dat levert glucose. (glycogenese) Eiwitten De lever maakt glucose door andere organische stoffen (o.a. eiwitten) af te breken en om te zetten. In het darmkanaal worden eiwitten gesplitst in aminozuren. Deze komen via poortader in de lever. Bij de lever wordt de amino groep afgekoppeld. (deaminering) De amino groep wordt omgezet in ureum en afgegeven als afvalstof. De rest van het aminozuur wordt gebruikt om te verbranden of op te slaan als vet (lipogenese) of glucose er van te maken (gluconeogenese). De aangevraagde stoffen bereiken de plek doordat de lever de stoffen aan de leverader meegeeft. Bij veganisten worden de menselijke eiwitten gemaakt door plantaardige eiwitten om te bouwen (transaminering). Vetten Je lever zet vetten om in andere vetten, verbrandt vetten en zet ze om in glucose. Levercellen bouwen stoffen om en slaan stoffen op. Chemische processen daarbij zijn: deaminering, transaminering, lipogenese, glycogenese en gluconeogenese. Z.g.a.n Bij leverfalen is er mogelijk een transplantatie nodig. Voor tijdelijke oplossing is er een kunstlever. (neemt alle functies over en is buiten het lichaam aangesloten). Dit kan helpen dat de eigen lever herstelt (doordat het rust krijgt), zo worden de wachtlijsten korter voor levertransplantatie. 16.4 Productief slopen Bloedfanatiek Levercellen controleren de samenstelling van het bloed. Ze bouwen of breken bloedeiwitten af. De cellen ruimen ook restanten van oude rode bloedcellen op. Het ijzer slaan ze op in ferritine en als er weer ijzer tekort is dan geven ze het weer af. Ook ontstaat bij afbraak van rode bloedcellen bilirubine, deze verlaat je lever met de gal. Zij kleuren je ontlasting bruin. Galstenen Levercellen maken gal. Ze scheiden via galkanaaltjes actief natrium, cholesterol (hieruit ontstaan galzure zouten) en afbraakproducten uit in de galgangen. Water volgt door osmose. In de galblaas verander de samenstelling door afbraak en resorptie. Hier kan oververzadiging van cholesterol optreden, gevolg zijn gal stenen. Als vetten in eten zit, trekt galblaas samen, waardoor gal vrij komt. De lever is een belangrijk boeddepot. Levercellen breken rode bloedcellen af en slaan ijzer op. Je levercellen scheiden gal uit. Belangrijke bestanddelen zijn galzure zouten, bilirubine en cholesterol. Indikking van de vloeistof in de galblaas kan tot galstenen leiden. Ontnuchterende feiten Alcohol komt voor het grootste deel bij de lever terecht. Eerst wordt het omgezet in ethanal (giftig). Daarna wordt het omgezet tot brandstof bruikbare stoffen. Ook kan het tot glucose en vet worden omgezet. Door te veel alcohol,hoopt het vet zich op en krijg je vergrote lever. Door te veel alcohol sterft leverweefsel af. Daarvoor in de plaats komt levercirrose (niet functionerend weefsel). Kater komt door een klein deel van de ethanal. Alcohol remt de vorming van ADH, waardoor je meer vocht verliest dan binnen krijgt. Nog meer sloopwerk Ook zonder drinken krijgt een mens gifstoffen te verwerken. De lever maakt ze onschadelijk en breekt ze daarna weer af (detoxificatie) Je lever maakt gifstoffen zoals alcohol en medicijnen onschadelijk. Een te grote belasting kan leiden tot schade aan de lever. 16.5 Mens, schei toch uit Plassen onder toezicht De afvalstoffen die je nieren uit het bloed verwijderen komen terecht in je urine. Nieren dragen ook bij aan homeostase. Nierslagaders voeren bloed met opgeloste stoffen aan. Het deels gezuiverde bloed komt in holle aders terecht, de gevormde urine gaat via urineleiders naar je urineblaas. Twee miljoen urineproducenten De buitenste laag van je nier is je nierschors, verder binnen ligt niermerg en daarna kom je bij de nierbekken (verzamelplaats urine). Een nier bestaat uit heel veel nefronen (zuiveren bloed). Daarbij ontstaat urine. Nefronen komen uit in verzamelkanaaltjes, die komen uit in nierbekkens. Nierbekkens staan via urineleider in open verbinding met urineblaas Twee miljoen nefronen, de basiseenheden van je nieren, filteren het bloed en produceren daarbij urine. Via de nierbekkens en de urineleiders gaat de urine naar de urineblaas. Het legen van de blaas gaat via de urinebuis. Uit de samenstelling van je urine kun je veel afleiden over wat er in je lichaam gebeurt. Espresso uit je nieren Alle vocht in je nieren worden door het kapsel van bowman geperst (filter is de glomerus). De druk ontstaat door de bloeddruk en kleinere afvoerende slagader dan binnenkomend. 20% van bloedplasma komt door de glomerus heen. Dit is de voorurine, dit bevat afvalstoffen en stoffen die onmisbaar zijn voor het lichaam. De voorurine komt terecht in het holte van het nierkanaaltje. Dit alles neemt plaats in 1 nefron. Terug of juist niet? Per minuut gaat er 125 mL voorurine het kanaaltje in en komt er 1 mL uiteindelijk uit. Binas 85C. Voor uitwisseling van stoffen spelen elektrische ladingen in de lus van Henle een rol. Grootste deel terugresorptie vind plaats in het eerste deel van het nierkanaaltje. Het dalende deel van de lus laat geen zouten door. De osmotische waarde is buiten het kanaaltje hoger. Daardoor gaat er meer water uiten stijgt de zoutconcentratie in het kanaaltje. In het stijgende deel verlaten Na+ en Cl- het kanaal. Aldosteron (uit bijnierschors) beïnvloedt de resorptie van Na+ en K+. daardoor blijven de concentraties in grenzen. ADH regelt dat je niet te veel of te weinig plast. Meer ADH is minder urine. In het eerste deel van een nefron, het kapsel van Bowman, vind filtratie plaats. Terugresorptie gebeurt in de nierkanaaltjes, de lus van Henle en het verzamelbuisje. De hormonen ADH en aldosteron hebben invloed op de resorptie en daardoor op de homeostase. 17.1 Een ogenblik In de schijnwerpers Fel licht zorgt voor samentrekken kringspiertjes. Het gevolg is kleinere pupillen. Pigmentcellen met uitlopers tussen de zintuigcellen vormen extra bescherming. Deze aanpassing is langzaam. Licht breken Hoornvlies bestaat uit een laagje doorzichtige levende cellen. Op dit vlies breekt licht door verschil lucht en water. De breking vergroot doordat oppervlakte gebogen is. Je lens breekt het licht nog een keer zodat het precies op je netvlies komt. Dit komt er verkleind en omgekeerd op. Je hersenen zetten het weer recht. Hoog in de nok… Ver weg = platte lens – ontspannen kringspiertjes – gespannen lensbandjes Dichtbij = bolle lens – gespannen kringspiertjes – ontspannen lensbandjes Straalvormig lichaam bestaat uit kringspiertjes. Het ooglens zit met lensbandjes vast aan straalvormig lichaam. De verandering van je oog bij scherpstellen heet accommoderen. Lenzen in brillen Bijziend – slecht kunnen zien ver weg – beeld valt voor netvlies – holle lens corrigeert. (-) Verziend – slecht kunnen zien dichtbij – beeld valt achter netvlies – bolle lens corrigeert.(+) Bij oudere komt verziend vaak voor omdat de lens stijver is. Bij bijziend is de oogkas vaak te lang. De breking is bij bijziend te sterk en bij verziend te zwak. Via de pupilgrootte regelt de iris de hoeveelheid licht in een oog. Hoornvlies en ooglens breken het licht. Daardoor ontstaat een omgekeerd, verkleind beeld op het netvlies. Een gele vlek Je ziet alleen scherp als het beeld recht achter je lens op de gele vlek valt. Van de 180o zicht bestrijkt de gele vlek 2o. In de gele vlek zitten alleen maar kegeltjes. Verder naar buiten toe neemt de hoeveelheid af. Dan komen er steeds meer staafjes. Kegeltjes zijn in rust actief. Ze geven constant informatie. Ze bevatten pigment dat bij belichting uiteenvalt. Dit leidt tot chemische reacties. Waardoor activiteit mindert. Doordat er 3 lichtsoorten kegeltjes zijn hebben we een gekleurd beeld. Grijs… Als het donker is, is de prikkelwaarde te hoog voor de kegeltjes. Dan wordt het zicht overgenomen door de staafjes. Staafjes reageren op lichtintensiteit. De scherpheid valt weg omdat er geen staafjes zitten in de gele vlek. Bij schemer zijn kegeltjes in rust. Wanneer er genoeg licht is, maken kegeltjes in de gele vlek een gedetailleerd kleurenbeeld van je omgeving mogelijk. In een lichtzwakke omgeving geven staafjes informatie over je omgeving door. 17.2 Behind blue eyes Kijken met je hersenen Hersenen werken actief samen met ogen. Soms komt datgene wat je ziet niet overeen met wat je denkt. Dan geloof je, je ogen niet. Details De informatie gaat van staafjes/kegeltjes (125 milj) bipolaire cellen ganglioncellen(1 milj) zenuwuitloper (1). Verbindingen door horizontale en amacriene cellen.1 ganglioncel heeft 1 receptief veld. Ze kunnen elkaar overlappen. Receptieve velden het kleinst in gele vlek, dus scherper beeld. Kleuren In je netvlies zitten 3 typen kegeltjes, eentje voor max blauw, een max rood en een max groen(binas 87C6). Elk receptief veld voert informatie over hun eigen verschillende kegeltjes af via de ganglioncel. Als een rood licht op de gele vlek valt, dan geven alleen de rode kegeltjes hun informatie door. 6 type ganglioncellen: WIT-zwart, ZWART-wit, BLAUW-geel, GEEL-blauw, GROEN-rood, ROOD-groen. In het vorige geval wordt de informatie door gegeven aan ROOD-groen met + en aan GROEN-rood met –. Met andere kleuren worden andere combinaties gemaakt. Contrast Om een groter oppervlak scherp te zien, bewegen je ogen snel heen en weer. Een WIT-zwart ganglioncel wordt actief wanneer het centrum van het bijbehorende receptieve veld licht ontvangt terwijl de randzone weinig licht krijg. Wanneer het hele receptieve veld geen licht meer krijgt, stopt de informatie uit dit receptieve veld. Het omgekeerde geldt voor de ZWART-wit ganglioncel. Een receptief veld bestaat uit een groep zintuigcellen die informatie via één ganglioncel afvoeren. Receptieve velden maken het mogelijk informatie over kleuren en contrast door te geven aan de hersenen. Hersenwerk Vanuit je oogzenuw gaat de informatie naar de thalamus. Tussen de thalamus en de oogzenuw in, splitsen de oogzenuwen. Beide rechterhelften gaan naar de rechterkant van je hersenen en links naar de linkerkant. Vandaar (thalamus) geven zenuwcellen de informatie door naar de visuele schors (bestaande uit zenuwlagen). Die registreren allemaal aparte dingen die je ziet. Ze werken samen, zo zorgen ze dat je alles in een geheel ziet. Afstand en diepte De combinatie van het zicht van 2 ogen maakt een nauwkeurige afstandbepaling mogelijk. Op de visuele schors is een zebrapatroon te herkennen door de verschillende zenuwbanen. Een lui oog komt bij kinderen voor doordat er te weinig zenuwuitlopers uit een van de twee ogen komen en van de ander juist te veel. Je herstelt het evenwicht door het ‘sterke’ oog af te plakken. Informatie uit ganglioncellen gaat via oogzenuwen naar de hersenen. In de hersenen zijn verschillende gebieden om deze informatie te verwerken en te combineren. Hierdoor is het mogelijk bewegingsrichting, vorm, kleur, contrast, afstand en diepte waar te nemen en te herkennen wat je ziet. 17.3 Zie je wat je ziet? Zie je kleur? Kleurenblind komt doordat er een bepaald kleurenpigment (rood-groen) ontbreekt. Het is recessief en ligt op het X-chromosoom. Blauw(-geel) komt bijna niet voor omdat dat op het niet op Xchromosoom ligt en dan zouden beide chromosomen kappot moeten zijn. Kun je 3 hoofdkleuren zien (trichromaat), 2 hoofdkleuren (dichromaat), 1 hoofdkleur (monochromaat)(geen kleurverschil.) Zie je spoken? Als je na het voor je uitstaren plots weer alert wordt, krijg je een doorzichtigachtige vlek voor je ogen, dit komt doordat bij een langdurige prikkeling de kegeltjes minder gevoelig worden. Heb je naar iets blauws gestaard, dan zie je geel op wit papier daarna, omdat de blauwe kegeltjes minder goed reageren. De mate waarin je kleurverschillen kunt zien, hangt af van het aantal verschillende typen kegeltjes dat je hebt. De meeste mensen hebben drie typen kegeltjes. Door langdurige belichting daalt de gevoeligheid van kegeltjes. Zie je ze wel of zie je ze niet? Met een duidelijke scheidslijn tussen zwart en wit is er geen twijfel, maar als je de blokjes vlak naast elkaar zet lijkt het alsof er nog meer blokjes van de ander kleur zijn (bron 25, pag. 172) Zie je vissen of zoogdieren? Stereogrammen zijn tekeningen die als je je zicht erachter richt een 3dimensionaal beeld geven. Het verschijnsel wordt uitgelegd door aan te nemen dat de hersenen actief zoeken naar bijna gelijke delen in de tekening. Door de manier waarop receptieve velden en hersenen informatie verwerken, kunnen gewaarwordingen ontstaan dien niet kloppen. Dit heet gezichtsbedrog. 17.4 Balanceren Een kijkje met je evenwichtszintuig Je evenwichtsorganen registreren elke beweging van je hoofd. Zij sturen info naar je oogspieren, waarna je ogen in tegengestelde richting draaien. Met behulp van deze regelkring kun je blijven fixeren. Je hoort dingen meestal eerder dan dat je ze ziet omdat je ogen voortdurend afdwalen. Een kijkje in je evenwichtszintuig In het binnenoor zit het gangenstelsel, dat bestaat uit het vestibulum(rechte horizontale en verticale beweging) en drie halfcirkelvormige kanalen(draaien, schud en knik beweging) gevuld met vloeistof (endolymfe). Elk kanaal heeft een verdikt deel. Daarop bevinden zich zintuigcellen met lange zintuigharen. De haren steken in een geleiachtige massa (cupula). Die werken als klapdeur voor de endolymfe (vloeistof). Doordat je hoofd beweegt, blijft door vertraging de endolymfe even stilstaan. Hierdoor beweegt de cupula (met zintuigcellen) en wordt er een prikkel naar je hersenen gegeven. In het vestibulum zitten de maculae. Deze registreren de beweging door de kalksteentjes die achterblijven en dan de cupula indrukken of juist druk verminderen. Misselijk Zodra zicht en het evenwichtszintuig niet qua informatie gelijk zijn, kun je misselijkheid ervaren. Kijk je van een boek lezen in de auto weer op en naar buiten, dan klopt de informatie weer en trekt de misselijkheid weg. Zintuigcellen in het labyrint van het binnenoor nemen draaiende en rechtlijnige bewegingen van het hoofd waar. Verschillende informatie uit ogen en evenwichtzintuigen kan misselijkheid veroorzaken. Een kijkje naast je evenwichtszintuig Geluidsgolven neem je waar met je gehoorzintuigen. De adequate prikkel bestaat uit trillingen van bepaalde frequenties. De golven veroorzaken trillingen in de vloeistof van het slakkenhuis. (binnenoor) en in de vloeistof zitten haartjes die de seintjes doorgeven als de druk veranderd. Als de haartjes kapot zijn, groeien ze niet meer aan. De frequentie in t slakkenhuis gaat van hoog naar laag. Zintuigcellen in het slakkenhuis van het binnenoor nemen geluidstrillingen waar. Net als in het evenwichtszintuig reageren de zintuigcellen op een veranderende stand van zintuigharen. 17.5 Geregeld bewegen Dansen is een kunst Als baby krijg je andere seinen in je spieren dan als volwassenen. Na oefening gaan dingen steeds gemakkelijker met beweging, dit komt omdat alle spieren dan op het juiste moment de informatie krijgen. Informatie over de rektoestand in je spieren is daarbij onmisbaar. Rek in je spieren Tussen de spiervezels liggen de spierspoeltjes(zintuig) die de informatie over rektoestand leveren. Spierspoeltjes zijn in rust actief. Wanneer het middengedeelte van een spierspoeltje oprekt, neemt de activiteit in een spierspoeltje toe. De adequate prikkel is de verandering in de lengte van midden. Wordt de spier te lang, dan zorgt dat seintje ervoor dat de spier korter wordt gemaakt. Wil je in een bepaalde houding blijven, dan werken de spierspoeltjes als fixatiezintuig. Voor samentrekken spier: bericht naar spierspoeltje uiteinde trekken samen midden gedeelte rekt activiteit stijgt spier trekt samen. Als buigspieren zijn gespannen, zijn strekspieren ontspannen en andersom. Rek in je pezen Peeslichaampjes reageren op een kleine uitrekking van een pees. Wordt deze te groot, dan gaat er een spoed bericht naar de hersenen, daardoor verslapt de bijbehorende spier. Deze regelkring voorkomt vaak blessures. Spierspoelen en peeslichaampjes geven informatie over rekveranderingen in spieren en pezen. Vloeiende bewegingen zijn mogelijk door regelkringen en berichten uit (grote en kleine) hersenen. Dansact Voor goed werkende spieren worden ook in de aortaboog en de halsslagaders de veranderingen in O2 en CO2 en pH gemeten. Door inspanning gaat het hart ook sneller kloppen, in de aortaboog worden de verandering in bloeddruk gemeten. Grote rek leidt tot boodschap naar hersenstam. Regelkringen met negatieve feedback gaan een verdere stijging van de bloeddruk zoveel mogelijk tegen. Veel zintuigen meten veranderingen in de bloedsamenstelling door regelkringen worden deze veranderingen tegengegaan. Meer samenvattingen op www.joszwa.nl/pww.