Matthieu Berenbroek Les 1 Inleiding Opzet Lessen

Pluis, niet pluis!
Matthieu Berenbroek
Docent geneeskunde Fontys Hogeschool
Verpleegkunde
Site: http://www.berenbroek.eu
e-mail: [email protected]
ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011
1
Les 1 Inleiding
Inleiding en cellen,
cursus Pluis, niet Pluis
ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011
2
Opzet Lessen
In volgorde van belangrijkheid:
• Leidraad zijn de sheets, hand-outs,
aantekeningen in de les
• Stof in het boek
– verwijzingen naar boek LG = Ludo Grégoire
Tentamen
ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011
3
1
Anatomie en fysiologie
• Anatomie = (Ana=uiteen, tomie = snijden),
ontleedkunde = bouw van het menselijk
lichaam
– veel bekend
– beeldtechnieken, LG, blz. 26 e.v.
• Fysiologie = (phusis=levensverrichtingen,
logos=leer) (normale) functie van het
menselijk lichaam
– niet zoveel bekend
• hersenen
• regelmechanismen (afweer, celniveau)
• Pathologie = ziektekunde
ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011
4
Animaal Ù Vegetatief
• Animaal of willekeurig
– Centraal zenuwstelsel
• encephalon (hersenen)
• medulla spinalis (ruggenmerg)
– Perifeer zenuwstelsel
• hersen- en ruggenmergzenuwen
Contact met de buitenwereld
– Sensibele (gevoelsdeel) prikkels van buiten via de
zintuigen (oog, oor, reuk, smaak en tast (huid))
– Motorisch (bewegingsdeel) zowel willekeurig als
onwillekeurig (reflex)
ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011
5
Animaal Ù Vegetatief 2
• Vegetatieve of autonome of onwillekeurige
zenuwstelsel
– Centraal systeem
• sympathisch
• parasympathisch
– Perifeer systeem
regulatie interne organen, zoals circulatie,
ademhaling, spijsvertering, uitscheiding en
de stofwisseling
ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011
6
2
Infrastructuur menselijk lichaam
ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011
7
Metabolisme (stofwisseling) en groei
• Opnemen van voedingsstoffen en zuurstof
en de afgifte van afvalproducten en CO2
• Eiwitten, vetten en koolhydraten geven via
verbranding energie
• Verbranding wil zeggen, enzymatische
chemische reacties bij 37o
• Niet alle energie wordt omgezet in
bruikbare (spier)energie. Afvalproduct is
warmte
ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011
8
Anabolisme en katabolisme
• Anabolisme = bouwstofwisseling =
constructieve metabolisme = opbouwende
fase stofwisselingsproces, waarin
gecompliceerde stoffen uit eenvoudige
worden gevormd (groei)
• Katabolisme = energiestofwisseling =
destructief metabolisme = fase stofwisseling
waarin samengestelde verbindingen uiteen
vallen waarbij de voor het organisme
benodigde energie vrijkomt
ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011
9
3
Stamcel en differentiatie
• Stamcel is een ongedifferentieerde cel
waaruit specifieke cellen ontwikkelen
• Differentiatie is een specialisatie van cellen
waardoor complexere weefsels kunnen
ontstaan
• Zenuwcellen zijn bijvoorbeeld zeer
gespecialiseerd en kunnen daardoor
nauwelijks zich nog vermenigvuldigen
• Elke stamcel kan in principe elke celsoort
worden
ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011
10
Meercellige in de ‘oerzee’
• Dit omringend vocht noemen
we het INTERCELLULAIR
vocht.
Ook wel INTERSTITIEEL
genoemd, tussen de weefsels
• Het vocht in de cellen noemen
we INTRACELLULAIR vocht.
ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011
11
Celopbouw
Cel is basisbouwsteen (anatomisch),
fundamentele metabolisme eenheid
(fysiologisch)
• Celmembraan (uiterst dun vliesje) scheiding
intracellulaire ruimte en de extracellulaire ruimte
• Cytoplasma (celvocht) o.a. eiwitten,
koolhydraten, vetten en zouten
– Celorganellen (onderdelen cytoplasma)
mitochondriën = energiecentrale v.d. cel
ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011
12
4
Celopbouw 2
• Celkern of nucleus
– celkernmembraan
– kernvocht
– kernzuren of nucleïnezuren of RNA
– chromatinekorrels (ook nucleïnezuur) of DNA
• RNA en DNA bevatten erfelijk materiaal
– hiermee plant de cel zich voort, vernieuwt zich
ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011
13
Homeostase
• Complexiteit van het menselijk lichaam
heeft een goed afgestemd fysiologisch
regelmechanisme nodig
• Homeostase is dat dynamisch evenwicht,
d.w.z. niet steeds dezelfde waarden. (koorts)
• zowel lichamelijk als geestelijk
ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011
14
Homeostase
ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011
15
5
Homeostase voorbeelden
• Bedorven eten => veel bacteriën =>
diarree => ziektekiemen snel eruit
• Milieu interieur (constante samenstelling,
bloed en weefselvloeistoffen) zoals pH
(zuurgraad), temperatuur
• Nieren met name voor de afvalstoffen
ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011
16
RNA - DNA erfelijkheid
• DNA (desoxyribonucleïnezuur) bevat alle
informatie op grond waarvan talloze
enzymen en andere eiwitten worden
gesynthetiseerd.
– Bepaalt zowel het voorkomen als het
functioneren van elk UNIEK individu
• RNA (ribonucleïnezuur {ribonucleic acid}) speelt
een essentiële rol in de eiwitsynthese
ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011
17
Chromosomen
• Chromosoom is de drager van de erfelijke
eigenschappen = genen, (paarsgewijs) 22 +
1 voor het geslacht (heterochromosoom)
• Vrouwelijke geslachtschromosoom 2 x X
• Mannelijke geslachtschromosoom XY
• Gen = deel van het DNA dat de informatie
voor één eigenschap bevat
• Genoom = totaal aan genetische code
(> miljoen genen)
ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011
18
6
Fenotype en Genotype
• Dominant (hoofdletter) <=> recessief
(kleine letter) b.v. bruine ogen /blauwe ogen (Bb)
• Mengvorm (huidskleur)
• fenotype = vorm zoals het individu
zichtbaar is
• genotype = gezamenlijke, dominante en
recessieve erfelijke eigenschappen
ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011
19
Meiose en mitose
• Meiose = reductiedeling waarbij gameten
ontstaan met 23 ongepaarde chromosomen,
geslachtelijke voortplanting (dus halvering)
• Mitose = indirecte celdeling, een cel => 2
cellen, genetisch identiek, ongeslachtelijke
voortplanting, 23 gepaarde chromosomen
• Volgende dia dus GEEN mitose
ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011
44
+
X+X
oogenese
spermatogenese
44
+
X+Y
a =oogenese: 100% van de
vrouwelijke eicellen
heeft X-chromosoom
Meiose 1
22
+
X
22
+
X
22
+
X
22
+
X
=poollichaampje
of centrosoma
22
+
Y
22
+
X
22
+
X
100%
22
+
X
22
+
X
22
+
Y
22
+
Y
c =bevruchting: de
mannelijke inbreng
bepaalt geslacht
50%
50%
LG, blz. 402
a
b
22
+
X
+
22+X
=
44
+
X+X
22
+
X
+
22+Y
=
44
+
X+Y
ei
b =spermatogenese: 50%
van zaadcellen heeft
een X-chromosoom
andere 50%Ychromosoom
Meiose 2
22
+
X
20
sperma
ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011
c
21
7
Aantal chromosomen ei/zaadcel
• Om de chromosomen van man en vrouw
samen te kunnen voegen, moet eerst dus
het aantal chromosomen gehalveerd
worden.
• In de meiose worden eicel en zaadcel
gedeeld, zodat elk nog maar 23
ONGEPAARDE chromosomen heeft.
• Bij samensmelting van eicel en zaadcel
ontstaat dus weer een cel met 23 paar
chromosomen.
ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011
22
Passief transport
• Filtratie, diffusie en Osmose
• Basiskracht is concentratieverschil tussen
intra en intercellulaire ruimte.
• Diffusie is beweging van deeltjes van een
plaats van hoge concentratie naar een plaats
waar ze minder voorkomen.
• Osmose is beweging van water naar een
plaats met de meeste opgeloste deeltjes.
ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011
23
Filtratie
bloeddruk
bloedvat
H2O + deeltjes
interstitium
H2O + deeltjes
cellen
ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011
24
8
Uitwisseling van stoffen: DIFFUSIE
• De manier waarop veel stoffen binnen ons
lichaam worden uitgewisseld verloopt middels
diffusie.
• Diffusie is het passieve transport van stoffen
langs een concentratiegradiënt.
• Een concentratiegradiënt is een verschil in
concentratie van stoffen in 2 aangrenzende
ruimten
• In gas gaat diffusie sneller dan in vloeistof
ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011
25
Diffusie
1
2
3
NaCl
NaCl
NaCl
NaCl
NaCl
NaCl
20 ST
2 ST
20 ST
2 ST
11 ST
11 ST
1 Indien de zoutdeeltjes(ionen) de doorlaatbare
membraan passeren
2 dan het NaCl (keukenzout) zich gelijkmatig over
de bak verdelen over de hele bak
3 er gelijke concentraties Li en Re bestaan
Theezetten: de bruine kleurstof verdeelt zich gelijkmatig
over de gehele pot
26
ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011
Diffusie oppervlak
Geen wand
Ondoorlaatbaar
Doorlaatbaar
ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011
DOORlaatbaar
27
9
Diffusie temperatuur
Warm water
Koud water
ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011
28
Selectieve permeabiliteit
• nauwkeurige selectie van de in- en output van
de cel.
• maakt specifieke uitwisseling van materie en
informatie mogelijk tussen de cel en zijn
omgeving.
• Verstoring door:
– Bacterie / virus / ontsteking
– Beschadiging, wondjes
– Tekorten
ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011
Uitwisseling van stoffen:
29
OSMOSE
• Een andere manier waarop stoffen
uitgewisseld worden is middels osmose.
• Osmose vindt altijd plaats wanneer twee
vloeistoffen gescheiden zijn door een
gedeeltelijk doorlaatbare (semi-permeabele of
beter selectief permeabele) wand.
• Voorwaarde is een concentratieverschil in
opgeloste stoffen die niet vrij de wand kunnen
passeren.
ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011
30
10
Uitwisseling van stoffen: OSMOSE
• Een belangrijke stof voor het ontstaan van
concentratieverschillen is keukenzout (NaCl)
dat zich in een vloeistof splitst in de ionen Na+
en Cl-.
• Osmose is feitelijk alleen watertransport.
Osmose lijkt op diffusie en wordt ook wel
waterdiffusie genoemd.
• Met het water worden ook stoffen meegesleurd
(als ze door de membraanporiën kunnen).
ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011
31
Osmose
1
2
NaCl
NaCl
NaCl
NaCl
20 ST
2 ST
20 ST
2 ST
3
NaCl
20 ST
NaCl
2 ST
1 de scheidingswand is niet permeabel
(doorlaatbaar) voor zout. Er kan geen diffusie
optreden maar wel druk van het zout (NaCl)
2 zuigkracht van het zout trekt water aan, water van
Re => Li
3 er ontstaat evenwicht tussen waterdruk hoge
kolom en zuigkracht van het zout
Osmose is diffusie van het oplosmiddel
ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011
32
Osmose
Hoge concentratie
Hogere concentratie
lage concentratie
lagere concentratie
Osmotische druk
ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011
33
11
Osmotische waarde
• Osmotische waarde van een oplossing
= zuigkracht van de oplossing
= ongeveer het aantal deeltjes in die oplossing
• Zuigkracht = de osmotische druk
COD = Colloïd Osmotische druk
= in het bloed de zuigkracht voornamelijk
bepaald door de eiwitten in het bloed
Molecuulgewicht hoe hoger hoe groter de
aanzuigende werking
ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011
34
Osmose voorbeelden
• Rimpelvingertjes na lang in bad liggen
• Hoogte van bomen wordt beperkt door de
maximale osmostische zuigkracht, dus veel
eiwitten in de kruin
• Hongeroedeem
ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011
35
Osmose animatie
ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011
36
12
ACTIEF
TRANSPORT
Uitwisseling van stoffen:
• Op veel plaatsen in het lichaam is het nodig
stoffen energetisch ‘bergopwaarts’ te
transporteren ofwel tegen hun elektrochemisch
verval.
• In tegenstelling tot de passieve processen is bij
deze processen altijd energie (ATP oftewel
glucose) nodig.
• Het betreft hier voornamelijk ionen transport,
vandaar dat we spreken van IONENPOMPEN.
ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011
37
Actief transport (kost energie)
• Enzymatische pomp of ionenpomp
(bijvoorbeeld Na/K pomp) soort draaideur
effect
• Endocytose (buiten de cel naar binnen de
cel)
– Fagocytose (vaste stoffen)
– Pinocytose ( vloeistoffen)
• Exocytose (binnen de cel naar buiten de cel)
zweetklieren
38
ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011
Fagocytose =
opnemen door insluiting
Capillairwand
Leukocyt
Bacteriën
Diapedese
Leukocyten (witte bloedcellen) verlaten
bloedvat (diapedese)
Ruimen ruimen bacteriën op door
fagocystose ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011
39
13
Intracellulair: veel K, weinig Na
Extracellulair: weinig K, veel Na
Door diffusie verplaatsing Na en K
Cel
K
Na
Bloed
Door actief transport probeert de cel:
K terug te zuigen
Na eruit te gooien
Cel
K
Na
Bloed
Dit kost energie (glucose = suiker),
heet Na/K pomp
1 celmembraan
2 pomp (schematisch)
ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011
40
Samenvatting
Grofweg zijn er 4 soorten transport te
onderscheiden:
1. Filtratie
2. Diffusie
3. Osmose
4. Actief transport
Energie
ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011
41
14