Geïntegreerde proef - wat is de werking van geneesmiddelen?

Woord vooraf
Een eindwerk schrijven, moeilijk? Ja, je schrijft het niet op één, twee, drie. Het is een
ernstige opdracht waarvan de ontwikkeling veel tijd, concentratie en energie vraagt.
Het voorbije jaar was voor mij een bron van inspiratie en bovendien een uibreiding
van mijn eigen kennis en interesse in de medische sector. Het onderwerp van dit
eindwerk ligt dan ook perfect in het verlengde van mijn toekomstige studies
"Biomedische laboratoriumtechnologie".
Hierbij wil ik dan ook iedereen bedanken die op één of andere manier mee heeft
geholpen aan het tot stand komen van dit eindwerk. Mijn oprechte dank gaat naar
mijn mentor, De Heer Luc Dirix. Ten eerste omdat hij altijd bereid was mij verder te
helpen, en ten tweede voor zijn nuttige tips, die van ontelbare waarde waren voor
mijn eindwerk. Daarnaast wil ik ook mevrouw Greet Leemans bedanken voor het
nalezen en verbeteren van mijn eindwerk.Ten slotte gaat mijn dank ook uit naar mijn
ouders voor de steun die ze mij boden tijdens de moeilijke momenten.
Voor u ligt mijn eindwerk, een onderdeel van de geïntegreerde proef van de richting
Biotechnische Wetenschappen, een resultaat van maandenlang hard werken. Ik ben
ervan overtuigd dat het veel mensen zal aanspreken. Veel leesplezier!
Inhoudsopgave
Woord vooraf ......................................................................................... 3
Inleiding ............................................................................................... 11
1
Wat is een geneesmiddel? ................................................... 15
1.1
1.2
1.3
Wat is de geschiedenis van de geneesmiddelen? .................. 15
Wat is de samenstelling van de geneesmiddelen? ................. 16
Wat zijn de verschillende toedieningsvormen? ....................... 17
1.3.1
1.3.2
Algemeen ............................................................................... 17
Orale toediening ..................................................................... 17
1.3.2.1 Tabletten................................................................................. 17
1.3.2.1.1 Bruistabletten .......................................................................... 17
1.3.2.1.2 Zuigtabletten ........................................................................... 18
1.3.2.1.3 Disperstabletten ...................................................................... 18
1.3.2.1.4 Smelttabletten ......................................................................... 18
1.3.2.1.5 Kauwtabletten ......................................................................... 18
1.3.2.1.6 Enteric coated tabletten .......................................................... 18
1.3.2.1.7 Dragees .................................................................................. 18
1.3.2.1.8 Tabletten met vertraagde afgifte ............................................. 19
1.3.2.2 Capsules................................................................................. 19
1.3.2.3 Poeders .................................................................................. 19
1.3.2.4 Dranken .................................................................................. 20
1.3.3
Toediening via neus, oor en oog. ............................................ 20
1.3.3.1 Toediening via de neus ........................................................... 20
1.3.3.2 Toediening via de oren ........................................................... 20
1.3.3.3 Toediening via de ogen........................................................... 21
1.3.4
Toediening via de luchtwegen................................................. 21
1.3.4.1
1.3.4.2
1.3.4.3
1.3.4.4
Dosisaerosolen of inhalatiesprays .......................................... 21
Autohaler ................................................................................ 21
Poederinhalator ...................................................................... 22
Inhalatievloeistoffen ................................................................ 22
1.3.5
Rectale toediening .................................................................. 22
1.3.5.1 Zetpillen .................................................................................. 22
1.3.5.2 Klysma's ................................................................................. 22
1.3.6
Vaginale toediening ................................................................ 23
1.3.6.1 Vaginaaltablet ......................................................................... 23
1.3.6.2 Vaginaalcrème ........................................................................ 23
1.3.6.3 Vaginaalspoeling .................................................................... 23
1.3.6.4 Spiraal en vaginale ring .......................................................... 23
1.3.7
Parenterale toediening ............................................................ 23
1.3.7.1 Injecties .................................................................................. 23
1.3.7.2 Infusen .................................................................................... 24
1.3.8
Toediening via de huid ............................................................ 24
1.3.8.1 Zalven en crèmes ................................................................... 24
1.3.8.2 Pleisters .................................................................................. 24
1.4
Bijwerkingen ........................................................................... 25
1.4.1
Wanneer treedt er een bijwerking op? .................................... 26
1.4.1.1 Bijwerkingen als gevolg van het geneesmiddel ....................... 26
1.4.1.2 Bijwerkingen als gevolg van de patiënt ................................... 26
1.4.2
Ernst van de bijwerkingen ....................................................... 27
2
Op welke manieren worden geneesmiddelen opgenomen in
ons lichaam? ......................................................................... 29
2.1
Hoe worden geneesmiddelen opgenomen in ons lichaam? .... 29
2.1.1
2.1.2
2.1.3
Wat is absorptie? .................................................................... 29
Wat is diffusie? ....................................................................... 29
Wat is osmose? ...................................................................... 30
2.2
Wat beïnvloedt de opname van het geneesmiddel in het bloed?
............................................................................................... 31
2.2.1
Plaats van toediening.............................................................. 31
2.2.1.1 Medicijnopname via het spijsverteringskanaal ........................ 31
2.2.1.2 Medicijnopname via de huid.................................................... 32
2.2.1.3 Medicijnopname via de longen................................................ 32
2.2.2
De wijze van toediening .......................................................... 32
2.2.2.1 Systemische toediening .......................................................... 32
2.2.2.2 Lokale toediening.................................................................... 32
2.2.3
2.2.4
2.2.5
2.2.6
Wat is de invloed van de zuurtegraad? ................................... 33
Wat is de invloed van de biologische beschikbaarheid? ......... 34
Wat is de invloed van de plasmaconcentratie? ....................... 34
Wat is de invloed van de oplosbaarheid? ................................ 35
3
Hoe gebeurt de distributie van geneesmiddelen in het
lichaam? ................................................................................ 37
3.1
3.2
De hoeveelheid vet en water in het lichaam ............................ 37
Oplosbaarheid van het geneesmiddel in water of vet .............. 38
3.2.1
3.2.2
3.2.3
3.2.4
Hydrofiliteit .............................................................................. 38
Lipofiliteit................................................................................. 39
Binding van het geneesmiddel aan eiwitten ............................ 39
De bloed- hersenbarrière ........................................................ 40
3.2.4.1 Adsorptive Mediated Transport (AMT) .................................... 41
3.2.4.2 Carrier Mediated Transport (CMT) .......................................... 42
3.2.4.3 Receptor Mediated Transport (RMT) ...................................... 42
3.3
Het verdelingsvolume ............................................................. 43
4
Hoe worden geneesmiddelen gemetaboliseerd in het
lichaam? ................................................................................ 47
4.1
4.2
4.3
Wat is metabolisme?............................................................... 47
Activiteit van metabolieten ...................................................... 48
De lever .................................................................................. 49
4.3.1
4.3.2
Bouw van de lever .................................................................. 49
Functies van de lever .............................................................. 51
4.3.2.1
4.3.2.2
4.3.2.3
4.3.2.4
4.3.2.5
4.3.2.6
Koolhydraatstofwisseling ........................................................ 51
Lipidestofwisseling .................................................................. 51
Proteïnestofwisseling .............................................................. 51
Afbraak van rode bloedcellen.................................................. 51
Detoxificatie (ontgifting) .......................................................... 52
Opslag .................................................................................... 52
4.3.3
4.3.4
Lever en geneesmiddelen ....................................................... 52
Het cytochroom P450 enzymsysteem ..................................... 53
4.4
Enzymen................................................................................. 54
4.4.1
4.4.2
Wat zijn enzymen? ................................................................. 54
Hoe werkt een enzym tijdens het metabolisme? ..................... 54
5
Hoe gebeurt de excretie van geneesmiddelen uit het
lichaam? ................................................................................ 57
5.1
5.2
Wat is excretie? ...................................................................... 57
Excretie door de nieren ........................................................... 58
5.2.1
5.2.2
Bouw ...................................................................................... 58
Functie .................................................................................... 59
5.2.2.1 Verwijderen van afvalstoffen ................................................... 60
5.2.2.2 Regelen van de vochtbalans ................................................... 60
5.2.2.3 Produceren van hormonen ..................................................... 61
5.2.3
Nieren en geneesmiddelen ..................................................... 61
5.3
Andere manieren van excretie ................................................ 62
5.3.1
5.3.2
5.3.3
Uitscheiding door de longen ................................................... 62
Uischeiding door de huid ........................................................ 62
Uitscheiding door de lever ...................................................... 62
5.4
Klaring .................................................................................... 63
Besluit ............................................................................................... 68
Literatuurlijst ....................................................................................... 67
Lijst met figuren .................................................................................. 69
Bijlage 1: onderzoeksplan 1 ............................................................... 71
Bijlage 2: onderzoeksverslag 1 .......................................................... 85
Bijlage 3: onderzoeksplan 2 ............................................................... 91
Bijlage 4: onderzoeksverslag 2 ........................................................ 109
Bijlage 5: wiskunde opdracht ........................................................... 121
Inleiding
Medicijnen: nooit leuk als je ze nodig hebt, maar wel handig dat ze er zijn. Misschien
heb je er nog nooit bij stil gestaan dat medicijnen ontworpen en bedacht zijn, of heb
je je nog nooit afgevraagd waar ze vandaan komen. Paracetamol en keeltabletten
zijn gemakkelijk te verkrijgen en als een simpel middeltje niet meer helpt, schrijft de
dokter een recept en haal je het betreffende medicijn bij de apotheek.
Door de stormachtige ontwikkelingen in de geneeskunde wordt wel eens vergeten
dat de geneeskunde zonder medicijnen maar weinig zou betekenen. Tegenwoordig
komt het vaak voor dat wij geneesmiddelen moeten innemen om te kunnen genezen.
Maar stelde jij je nooit de vraag: hoe gebeurt nu precies de werking van een
geneesmiddel in ons lichaam? Dit eindwerk geeft een antwoord op deze vraag.
Dit eindwerk is ingedeeld in vijf hoofdstukken. Het eerste hoofdstuk bespreekt wat
een geneesmiddel nu precies is en welke vormen er tegenwoordig allemaal bestaan.
Hoofdstuk twee geeft een omschrijving van de verschillende toedieningswegen. Hoe
wordt een geneesmiddel nu opgenomen in ons lichaam? Vervolgens wordt de
distributie of verdeling van het geneesmiddel doorheen het lichaam beschreven. In
het vierde hoofdstuk wordt het metabolisme behandeld. Geneesmiddelen worden
namelijk omgezet in metabolieten met behulp van enzymen. De lever speelt hierbij
een belangrijke rol. Tot slot moeten geneesmiddelen ook uitgescheiden worden uit
het lichaam. Hierbij hebben de nieren een belangrijke functie. Hierover komen jullie
meer te weten in het laatste hoofdstuk.
Het eerste uitgevoerde onderzoek focust op de osmose. Er werd nagegaan of
geneesmiddelen de osmose beïnvloeden. Het tweede onderzoek gaat de invloed na
van de pH en de temperatuur op het enzym katalase.
Om af te sluiten volgt in het besluit een definitief antwoord op de hoofdvraag,
namelijk hoe geneesmiddelen werken in het menselijk lichaam. Vervolgens leest u
ook de conclusies uit de uitgevoerde onderzoeken.
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
1
Wat is een geneesmiddel?
1.1
Wat is de geschiedenis van de geneesmiddelen?
2014 - 2015
De eerste geneesmiddelen waren op basis van geneeskrachtige stoffen uit planten,
dieren of mineralen. Ze werden geïntroduceerd door de Grieken, de Romeinen, de
Egyptenaren en de Babyloniërs. Geneesmiddelen hadden vaak een religieuze rol in
de samenleving. Hun doel was geesten, demonen en goden te verdrijven uit het
lichaam om zo terug te keren uit de dood.
De oude Grieken kenden verschillende goden met geneeskrachtige gaven.
De arts Asklepios speelde een belangrijke rol in de geneeskunde. Hij bezat namelijk
de esculaap. De esculaap is een staf, omslingerd door een heilige slang die
tegenwoordig fungeert als symbool voor artsen. De slang staat namelijk symbool
voor "het leven".
Figuur 1: de esculaap
Doorheen de geschiedenis kwam men te weten dat vele stoffen giftig waren. De
effecten op de patiënten waren meestal ernstig. Verschillende personen reageerden
verschillend op hetzelfde medicijn. Vaak had dit te maken met de hoeveelheden die
werden toegediend aan de patiënt.
Geleidelijk verloren deze plantaardige stoffen in de 20e eeuw hun aantrekkelijkheid.
Men begon onderzoeken te doen om nieuwe en betere medicijnen te ontwikkelen.
Kruiden werden al duizenden jaren toegepast maar op dit moment wordt er nog
Deelvraag 1: Wat is een geneesmiddel?
15
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
2014 - 2015
nauwelijks onderzoek gedaan naar planten en plantaardige stoffen. De reden is dat
deze stoffen vrijwel veel giftiger bleken te zijn dan de synthetische stoffen nu.
1.2
Wat is de samenstelling van de geneesmiddelen?
Algemeen kunnen we zeggen dat de stoffen in een geneesmiddel afhangen van het
doelwitorgaan en de toedieningsvormen.
Geneesmiddelen worden gemaakt van verschillende soorten stoffen. Het bevat één
werkzame stof en daarnaast een aantal hulpstoffen. Om een geneesmiddel toe te
dienen aan de patiënt is het belangrijk gebruik te maken van hulpstoffen of beter
gezegd inactieve stoffen. Deze hulpstoffen zijn vaak onmisbaar bij de bereiding. Ze
kunnen dienen als oplosmiddel, conserveermiddel, stabilisator, verdikkingsmiddel,
vulmiddel of middel om de pH van een oplossing in te stellen. Bij medicijnen voor
jonge kinderen worden deze hulpstoffen vaak gebruikt om de smaak, kleur en geur
aantrekkelijker te maken. Dit is vooral bij orale geneesmiddelen.
De Amerikaanse Food and Drug Administration (FDA) zorgt voor de veiligheid en de
effectiviteit van de geneesmiddelen. Tot nu toe zijn er ruim 770 stoffen goedgekeurd.
Deze controle wordt niet voor niets toegepast. Geneesmiddelen kunnen vaak ook
schadelijke gevolgen hebben. Hulpstoffen zijn hier meestal de oorzaak van.
Tegenwoordig hebben ze meer belangstelling in de toxiteit van hulpstoffen bij
kinderen omdat kinderen relatief een groter risico op toxiteit van een geneesmiddel
hebben. Dit komt doordat vele stoffen minder snel worden omgezet en
uitgescheiden.
Aspirine bevat de werkzame stof acetylsalicylzuur. Voor het maken van deze stof
hebben we 2 2-hydroxybenzeencarbonzuur (= salicylzuur) en azijnzuuranhydride
acetylsalicylzuur nodig. De andere stoffen in dit middel zijn maïszetmeel en
cellulosepoeder.
16
Deelvraag 1: Wat is een geneesmiddel?
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
2014 - 2015
1.3
Wat zijn de verschillende toedieningsvormen?
1.3.1
Algemeen
Toedieningsvormen, ook wel farmaceutische vormen genoemd, zijn de verschillende
soorten
vormen
waarop
medicijnen
het
lichaam
inkomen.
We
kunnen
geneesmiddelen zowel inwendig (oraal, neus, oor, oog, luchtwegen, rectaal,
vaginaal, parenteraal) als uitwendig (huid) toedienen.
1.3.2
Orale toediening
Orale toedieningsvormen zijn geneesmiddelen die via de mond worden ingenomen.
Voorbeelden hiervan zijn: tabletten, capsules, poeders en dranken.
1.3.2.1 Tabletten
Een tablet is een van de meest voorkomende geneesmiddelen. Het is een
toedieningsvorm die bestaat uit een mengsel van een geneeskrachtige stof en
hulpstoffen. Het bevat desintegratiemiddelen, zetmeel en glijmiddelen.
Desintegratiemiddelen zorgen voor een snelle en juiste vertering van de tablet.
Zetmeel vergroot het volume en glijmiddelen zorgen voor het gemakkelijke vervoer
binnen het spijsverteringskanaal.
Deze
stoffen
worden
bewerkt
en
tot
een
tablet
samengeperst
in
een
tabletteermachine. We onderscheiden verschillende soorten tabletten:
1.3.2.1.1 Bruistabletten
Bruistabletten zijn wateroplosbare tabletten die na oplossing het gas CO2
ontwikkelen. Het geneesmiddel wordt sneller opgenomen en heeft minder contact
met de maagwand. Het is gemakkelijk om in te nemen, zeker voor kinderen.
Deelvraag 1: Wat is een geneesmiddel?
17
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
2014 - 2015
1.3.2.1.2 Zuigtabletten
Zuigtabletten zijn niet wateroplosbaar maar we moeten ze in onze mond laten
smelten. Ze worden vaak gebruikt bij keelpijn of aandoeningen in de mond.
1.3.2.1.3 Disperstabletten
Disperstabletten zijn wateroplosbare tabletten waardoor ze gemakkelijk in te nemen
zijn. Ze verschillen met bruistabletten omdat deze geen gas ontwikkelen.
1.3.2.1.4 Smelttabletten
Deze tabletten lossen op in het speeksel. Het wordt via het mondslijmvlies
opgenomen in het bloed.
1.3.2.1.5 Kauwtabletten
Kauwtabletten zijn niet oplosbaar in water. Ze moeten goed gekauwd zijn voordat we
ze kunnen inslikken. Meestal hebben deze tabletten een werking in de maag of
darmen.
1.3.2.1.6 Enteric coated tabletten
Enteric coated tabletten, ook wel maagsapresistente tabletten genoemd, zijn
voorzien van een laagje waar het maagsap niet doorheen dringt. De tabletten lossen
pas op in de dunne darm. Ze moeten dan ook in zijn geheel doorgeslikt worden.
1.3.2.1.7 Dragees
Dragees, ook wel omhulde tabletten genoemd, zijn voorzien van een dun
suikerlaagje. Het beschermt de inhoud van de tablet.
18
Deelvraag 1: Wat is een geneesmiddel?
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
2014 - 2015
1.3.2.1.8 Tabletten met vertraagde afgifte
Het is een veel gebruikt tablet omdat dit geneesmiddel gelijkmatig in het bloed wordt
opgenomen. Deze tablet hoeft dus minder vaak te worden ingenomen, wat voor de
patiënt een voordeel is. Door deze gelijkmatige opname in het bloed treden er ook
veel minder bijwerkingen op.
1.3.2.2
Capsules
Een capsule is een gelatineomhulsel met daarin een geneesmiddel. Het kan zowel in
poedervorm voorkomen als in vloeibare vorm. Capsules verspreiden hun inhoud vrij
snel in water, het is dus belangrijk bij het innemen van de capsule water te
gebruiken. In vergelijking met een tablet verspreidt een capsule zijn werkzame stof in
grotere mate.
We onderscheiden verschillende soorten capsules waaronder de Retard-capsules en
de inhalatiecapsules. Retard capsules hebben een vertraagde afgifte van de
werkzame stof en inhalatiecapsules worden niet via de mond ingenomen maar via de
luchtwegen.
Figuur 2: capsules
1.3.2.3
Poeders
Poeders worden meestal met water gemengd voordat we ze innemen. Tegenwoordig
worden poeders nauwelijks nog gebruikt.
Deelvraag 1: Wat is een geneesmiddel?
19
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
1.3.2.4
2014 - 2015
Dranken
Een drank is een vloeibaar oraal geneesmiddel. De werkzame stof is meestal
opgelost of fijn verdeeld.
We onderscheiden drie soorten dranken: oplossingen, suspensies en gorgeldranken.
Bij een oplossing is de drank helder en is het geneesmiddel geheel opgelost. Bij een
suspensie moeten we voor gebruik schudden omdat de zware deeltjes na verloop
van tijd naar de bodem zakken. Een gorgeldrank daarentegen wordt meestal gebruikt
bij het spoelen van de mond en mag niet ingeslikt worden.
1.3.3
Toediening via neus, oor en oog.
1.3.3.1 Toediening via de neus
Geneesmiddelen kunnen in de vorm van neusdruppels en neusspray in de neus
worden opgenomen. Neusdruppels worden gebruikt voor de lokale behandeling van
het neusslijmvlies, met andere woorden het vrijmaken van de neus.
Bij de neusspray worden er fijnverdeelde druppels vloeistof hoog in de neus
gespoten. Een neusspray heeft dezelfde werking als neusdruppels. Er bestaan ook
neussprays met een pijnstillend effect of neussprays tegen bedplassen. In dit geval
wordt het geneesmiddel via het neusslijmvlies opgenomen in het bloed.
1.3.3.2 Toediening via de oren
Oorklachten worden vaak behandeld door het gebruik van oordruppels. Ze worden in
de gehoorgang van het oor en op kamertemperatuur toegediend. Indien dit niet
gebeurt op kamertemperatuur kan er duizeligheid ontstaan.
20
Deelvraag 1: Wat is een geneesmiddel?
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
2014 - 2015
1.3.3.3 Toediening via de ogen
Oogzalf en oogdruppels zijn de geneesmiddelen die meestal worden toegepast bij
oogontstekingen. Oogdruppels moeten zeer steriel zijn omdat het oog een zeer
kwetsbaar orgaan is. Oogzalf of ooggel hecht zich veel langer aan het oogslijmvlies
dan oogdruppels.
1.3.4
Toediening via de luchtwegen
1.3.4.1 Dosisaerosolen of inhalatiesprays
Inhalatiesprays bevatten drijfgas dat zich in de houder van de inhalator bevindt.
Drijfgas wordt gebruikt om de inhoud onder druk te zetten, zodat deze sneller naar
buiten gedreven wordt. Vroeger waren CFK's (=chloorfluorkoolwaterstoffen) de
meest gebruikte drijfgassen, maar omdat deze de ozonlaag aantasten is men
alternatieven gaan gebruiken zoals propaan, butaan, CO2, enz.
Een aerosol is een zeer fijn verdeelde vloeistof in de lucht. Voor het inhaleren van de
gassen is de samenwerking tussen de hand en het inademen zeer belangrijk. Omdat
dit zeer moeilijk is, maken we gebruik van een voorzetkamer. De voorzetkamer is
een hulpstuk dat een tussenruimte vormt tussen de mond en de aerosol (= zeer fijn
verdeelde vloeistof in de lucht).
Figuur 3: inhalatiespray
1.3.4.2 Autohaler
Een autohaler is te vergelijken met een inhalatiespray. Het voordeel aan de autohaler
is dat deze een automatisch pufje geeft bij het inademen.
Deelvraag 1: Wat is een geneesmiddel?
21
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
2014 - 2015
1.3.4.3 Poederinhalator
Bij poederinhalatoren voor eenmalig gebruik wordt de stof in een inhalatieapparaatje
gebracht. Bij poederinhalatoren voor meermalig gebruik wordt het geneesmiddel
opgesloten in het apparaat zodat het apparaat meerdere doses bevat. Bij iedere
inhalatie komt 1 dosis vrij.
1.3.4.4 Inhalatievloeistoffen
Inhalatievloeistoffen worden via vernevelapparatuur toegediend. Stoffen zoals
antibiotica of slijmoplossende stoffen komen op deze manier rechtstreeks in de
luchtwegen.
1.3.5
Rectale toediening
Rectale toedieningen van geneesmiddelen betekent dat het geneesmiddel in het
onderste deel van de dikke darm wordt gebracht via de anus. Ze kunnen dienen voor
lokale werking in de darm of opgenomen worden in het bloed via het slijmvlies van
de darmwand.
1.3.5.1 Zetpillen
Een zetpil bestaat uit een stof die vrijkomt bij lichaamstemperatuur. De werkzame
stof wordt vervolgens rechtstreeks opgenomen in het bloed via de slijmlaag in de
darmwand (het rectum). In sommige gevallen kan het ook plaatselijk in de anus
gebruikt worden, bijvoorbeeld bij aambeien.
1.3.5.2 Klysma's
Een klysma, ook wel darmspoeling genoemd, is het inbrengen van een
geneesmiddel opgelost in een vloeistof in de darmen via de anus. Deze
geneesmiddelen hebben zowel een lokale als algemene werking. Vaak worden ze
22
Deelvraag 1: Wat is een geneesmiddel?
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
2014 - 2015
gebruikt om plaatselijke ontstekingen te behandelen of ontlasting op gang te
brengen.
1.3.6
Vaginale toediening
1.3.6.1 Vaginaaltablet
Vaginaaltabletten zorgen voor een natuurlijke bescherming tegen micro-organismen.
We kunnen deze tabletten vergelijken met vaginaalovules. De werkzame stof komt
vrij bij lichaamstemperatuur.
1.3.6.2 Vaginaalcrème
Vaginaalcrème behandelt schimmelinfecties zowel in de vagina als op de
schaamlippen. De werkzame stof beschadigt de celwand van de schimmels
waardoor deze afsterft.
1.3.6.3 Vaginaalspoeling
Vaginaalspoelingen worden toegepast bij lichte infecties of ontstekingen. Het kan ook
worden voorgeschreven als hygiënische maatregel.
1.3.6.4 Spiraal en vaginale ring
Spiraal en vaginale ring behoren tot de anticonceptiemiddelen. Het spiraal bevat het
hormoon progesteron en de vaginale ring bevat de hormonen oestrogeen en
progesteron. Deze hormonen zorgen ervoor dat de vrouw beschermd is tegen
zwangerschap.
1.3.7
Parenterale toediening
1.3.7.1 Injecties
Deelvraag 1: Wat is een geneesmiddel?
23
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
2014 - 2015
Injecties kunnen we op verschillende manier toedienen. Het kan subcutaan,
intramusculair of intraveneus worden toegediend. Subcutaan wil zeggen dat het
geneesmiddel onder de huid wordt gespoten. Bij subcutane injecties gaat het vaak
over mensen met suikerziekte die insuline moeten inspuiten. Men maakt hierbij
gebruik van een injectiepen. Bij intramusculaire injecties wordt het geneesmiddel in
de spier gespoten en intraveneus betekent dat het geneesmiddel in de ader wordt
toegediend.
1.3.7.2 Infusen
Een infuus is een manier om een grote hoeveelheid vocht rechtstreeks in de
bloedbaan toe te dienen. Er wordt dus gebruik gemaakt van een intraveneuze
toediening. Deze methoden wordt alleen in het ziekenhuis toegepast.
1.3.8
Toediening via de huid
1.3.8.1 Zalven en crèmes
Zalven en crèmes zijn samengesteld uit een basis en een werkzame stof. De basis
van een crème bestaat meestal uit vetten, wat zeer belangrijk is voor de werking.
Een zalf bevat water en vet zodat deze gemakkelijk smeerbaar is. Er bestaan ook
zalven die we gebruiken voor in de mond of in de ogen. In dit geval wordt de zalf op
waterbasis gemaakt.
1.3.8.2 Pleisters
Pleisters hebben een geneeskrachtige werking omdat het geneesmiddel aanwezig is
in een reservoir van de pleister.
24
Deelvraag 1: Wat is een geneesmiddel?
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
2014 - 2015
Figuur 4: geneeskrachtige werking van een pleister
Het is een weinig voorkomende manier omdat weinig geneesmiddelen via de huid in
het bloed terecht kunnen komen. Het doel van deze pleister is om gedurende lange
tijd in contact te komen met de huid, zodat er dus voortdurend kleine hoeveelheden
geneesmiddel kunnen opgenomen worden in het bloed. Voorbeelden hiervan zijn de
hormoonpleister, nicotinepleister en een pleister met een pijstillend effect.
1.4
Bijwerkingen
Geneesmiddelen zijn bedoeld om een gunstige werking te hebben in het lichaam bij
ziekte of pijn. Ze zijn niet perfect, het ideale geneesmiddel bestaat nog steeds niet.
Buiten de gewenste werking kunnen geneesmiddelen ook een ongewenste werking
hebben op
het
lichaam. We noemen dit dan
bijwerkingen.
De meeste
geneesmiddelen kunnen niet werken zonder bijwerkingen te vertonen. De oorzaak
hiervan is dat ze via het bloed worden verspreid en er zo een werking op
verschillende plaatsen in het lichaam kan gebeuren. Meestal gebeurt de werking op
de plaats waar het gewenst is, maar het kan ook op andere plaatsen. Vele
bijwerkingen zijn niet ernstig en verdwijnen geleidelijk doordat het lichaam zich instelt
op het geneesmiddel. In sommige gevallen zal het lichaam antistoffen aanmaken, in
andere gevallen is het mogelijk de bijwerkingen te verlichten.
Deelvraag 1: Wat is een geneesmiddel?
25
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
1.4.1
2014 - 2015
Wanneer treedt er een bijwerking op?
Bijwerkingen zijn afhankelijk van de eigenschappen van het geneesmiddel en/of de
situatie van de patiënt.
1.4.1.1 Bijwerkingen als gevolg van het geneesmiddel
De meeste bijwerkingen ontstaan door het overmatig gebruiken van het
geneesmiddel.
Als het geneesmiddel een te sterke werking heeft, kunnen er al snel complicaties
optreden wat soms zelfs levensgevaarlijk kan zijn. Een voorbeeld van zo een
geneesmiddel is Sintrom Mitis, het is een geneesmiddel dat gebruikt wordt om de
bloedstolling te verlagen. Deze geneesmiddelen worden dan ook extra gecontroleerd
en aangepast indien nodig.
Nog een andere oorzaak is de wisselwerking tussen geneesmiddelen. De werking
van de geneesmiddelen kan veranderen doordat ze met elkaar gecombineerd
worden.
1.4.1.2 Bijwerkingen als gevolg van de patiënt
Verschillende factoren zoals leeftijd, geslacht, ziekte of stoornis en overgevoeligheid
kunnen bijwerking veroorzaken.
Bij oudere mensen en mensen met stoornissen aan hun organen is er kans op een
tragere werking van de organen waardoor geneesmiddelen zich kunnen ophopen.
De nieren en de lever hebben moeite met het verwijderen van het geneesmiddel.
Ook bij baby's en kleine kinderen kunnen geneesmiddelen zich ophopen doordat de
organen nog niet volledig volgroeid zijn.
Zwangere vrouwen die geneesmiddelen innemen lopen het risico dat het kind
aangeboren afwijkingen heeft. Deze middelen worden teratogeen genoemd. Dit wil
26
Deelvraag 1: Wat is een geneesmiddel?
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
2014 - 2015
zeggen dat ze schadelijk zijn voor de ongeboren vrucht.
Sommige mensen kunnen last krijgen van bijwerkingen doordat het geneesmiddel op
het afweermechanisme werkt. Het meest bekende voorbeeld hiervan is een
allergische reactie.
1.4.2
Ernst van de bijwerkingen
Er bestaat geen universele schaal voor het meten van de ernst van een bijwerking.
Vele reacties worden beschreven als licht, matig of ernstig.
Maag- darmstoornissen, vermoeidheid, spierpijn, hoofdpijn en slecht slapen worden
meestal beschreven als lichte bijwerking.
Huiduitslag, problemen met urineren, afname van de witte bloedcellen enz. worden
beschreven als matig.
Ernstige reacties zijn ondermeer bijwerkingen die levensbedreigend kunnen zijn.
Voorbeelden hiervan zijn leverfalen en hartritmestoornissen.
Mensen bij wie ernstige reacties ontstaan, moeten onmiddellijk stoppen met de
behandeling. Artsen zullen alle mogelijke middelen aanwenden om de bijwerkingen
te bestrijden.
Deelvraag 1: Wat is een geneesmiddel?
27
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
2014 - 2015
2
Op welke manieren worden geneesmiddelen opgenomen in
ons lichaam?
2.1
Hoe worden geneesmiddelen opgenomen in ons lichaam?
De opname van een geneesmiddel in het bloed gebeurt door absorptie. Hierbij moet
het geneesmiddel door de celmembranen migreren. Dit proces gebeurt door diffusie
of osmose.
2.1.1
Wat is absorptie?
Absorptie is de opname van het geneesmiddel in het bloed. Het bloed transporteert
het geneesmiddel van de plaats van toediening naar de algemene circulatie. Meestal
verloopt dit proces via passieve diffusie of actief transport.
Het geneesmiddel wordt naar de weefsels in het lichaam gebracht, waar het zijn
werking kan uitvoeren. Doorgaans wordt het geneesmiddel ver van deze plaats in het
lichaam aangebracht.
Het absorptieproces is afhankelijk van de verschillende toedieningsroutes. De manier
van toedienen (zie later) bepaalt of de werking van een medicijn tot één gebied van
het lichaam wordt beperkt of dat het wordt geabsorbeerd door het vaatstelsel en door
het lichaam wordt verspreid.
2.1.2
Wat is diffusie?
Diffusie is een passief transport, waarbij stoffen worden getransporteerd doordat er
een concentratieverschil is. Hierbij wordt geen energie verbruikt. Het diffusieproces
zorgt voor een evenredige verspreiding van moleculen van een hoge concentratie
naar een lage concentratie. De stof verdeelt zich gelijkmatig tot een homogeen
mengsel
(rechts)
zodat
de
concentratieverschillen
(links)
Deelvraag 2: Op welke manieren worden geneesmiddelen opgenomen in ons lichaam?
verdwijnen.
29
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
2014 - 2015
Figuur 5: diffusie
2.1.3
Wat is osmose?
Osmose is eveneens een passief transport, waarbij stoffen worden getransporteerd
van een lage concentratie naar een hoge concentratie. Dit wil zeggen dat er geen
energie voor het transport nodig is. Het verschil met diffusie is dat bij osmose gebruik
wordt gemaakt van een semipermeabele wand. In de meeste gevallen zijn de
moleculen van de opgeloste stof groter dan die van het oplosmiddel. Indien deze
moleculen groter zijn dan de openingen in de semipermeabele wand, dan kunnen
deze moleculen niet door de wand heen.
Figuur 6: osmose
30
Deelvraag 2: Op welke manieren worden geneesmiddelen opgenomen in ons lichaam?
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
2.2
2014 - 2015
Wat beïnvloedt de opname van het geneesmiddel in het
bloed?
De opname van het geneesmiddel wordt door tal van factoren bepaald. Meer
bepaald de plaats en wijze van toediening, de zuurtegraad, de biologische
beschikbaarheid, de plasmaconcentratie en de oplosbaarheid spelen een belangrijke
rol.
2.2.1
Plaats van toediening.
Medicijnen worden op verschillende manieren toegediend. Het lichaam bestaat uit
verschillende weefsels met ieder zijn eigen manier van opname.
2.2.1.1 Medicijnopname via het spijsverteringskanaal
Medicijnopname via het spijsverteringskanaal is de gemakkelijkste en meestal
veiligste manier van toedienen. Als een geneesmiddel ingeslikt wordt, komt de
werkzame stof vrij in het spijsverteringskanaal.
De medicijnen worden deels in de maag verteerd. Het is daarom belangrijk om te
weten of het middel voor of na de maaltijd moet ingenomen worden. Wordt het
middel tijdens de maaltijd ingenomen, kan de opname vertraagd en verminderd zijn.
Voedsel kan dus invloed hebben op de opname van het geneesmiddel.
Nadat het medicijn de maag gepasseerd is, wordt de werkzame stof via de
darmwand van de dunne darm en de lever opgenomen in het bloed. De dunne darm
is bekleed met zogenaamde darmvlokken. Het zijn sterk doorbloede uitstulpingen die
zeer veel haarvaten bevatten. Het geneesmiddel dat zich in de dunne darm bevindt,
komt met behulp van osmose in de haarvaten terecht. Vanuit deze haarvaten gaat
het bloed via de poortader naar de lever, waar het geneesmiddel wordt omgezet om
opgenomen te worden in de bloedcirculatie.
Deelvraag 2: Op welke manieren worden geneesmiddelen opgenomen in ons lichaam?
31
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
2014 - 2015
2.2.1.2 Medicijnopname via de huid.
Geneesmiddelen die op de huid aangebracht worden, zijn meestal voor behandeling
van huidaandoeningen vanwege de lokale effecten. Er wordt een relatief hoge
concentratie van het geneesmiddel in de huid gebracht, alleen op de plaats waar het
effectief nodig is.
Daarnaast wordt de huid vaak gebruikt voor transdermale absorptie van medicijnen.
Een nicotinepleister is een pleister die voortdurend medicijnen afgeeft aan de huid.
Via de haarvaatjes van de huid wordt het medicijn opgenomen in het bloed.
2.2.1.3 Medicijnopname via de longen
Geneesmiddelen die in de longen moeten werken, worden vaak via inhalatie
toegediend. Hierdoor ontstaat er een werkzame concentratie in de longen. Een lage
hoeveelheid geneesmiddel gaat naar het bloed, maar de concentratie blijft laag. Zo
kunnen bijwerkingen voorkomen worden. Middelen zoals bijvoorbeeld nicotine,
cocaïne en narcosemiddelen komen na inhalatie in een hoge concentratie in het
bloed terecht en hebben dus een sterkere werking.
2.2.2
De wijze van toediening
2.2.2.1 Systemische toediening
We kunnen spreken van een systemische toediening als het geneesmiddel zijn
werking in het volledig lichaam uitvoert. Het geneesmiddel wordt hierbij in het
lichaam gebracht via de mond of per injectie. Bij inname door de mond komt het
geneesmiddel in de dunne darm. Vervolgens wordt het geneesmiddel opgenomen in
het bloed, zodat het over het volledige lichaam kan worden verspreid.
2.2.2.2 Lokale toediening
Bij een lokale of plaatselijke toediening wordt het geneesmiddel rechtstreeks op de
plaats van werking gebracht. Vaak zijn het geneesmiddelen die op de huid worden
aangebracht, zoals zalven en crèmes. Maar ook oogdruppels, oordruppels,
32
Deelvraag 2: Op welke manieren worden geneesmiddelen opgenomen in ons lichaam?
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
2014 - 2015
neusdruppels en inhalaties zijn voorbeelden van medicijnen met een lokale
toediening en werking.
Bij transdermale toediening komt het geneesmiddel via een pleister, door de huid in
het bloed terecht. Dit is een voorbeeld van een lokale toediening met een systemisch
effect.
Het voordeel van een lokale toediening is dat de rest van het lichaam niets zal
merken van het geneesmiddel. Hierdoor is de kans op bijwerkingen veel kleiner dan
bij systemische toediening.
2.2.3
Wat is de invloed van de zuurtegraad?
De zuurtegraad speelt een rol bij orale geneesmiddelen. Hoe hoger de zuurtegraad
in de maag, hoe groter de kans is dat geneesmiddelen al in de maag omgezet
worden in niet werkzame bestanddelen. Ook moet het geneesmiddel in het maagsap
opgelost worden alvorens het in de dunne darm kan worden geabsorbeerd. Hoe snel
dit gaat is afhankelijk van de zuurtegraad. In normale omstandigheden is de
zuurtegraad van de maag 2. De stof die hiervoor zorgt is zoutzuur. Maagzuur maakt
deel uit van het maagsap en wordt gemaakt door de cellen in het slijmvlies van de
maagwand.
Deelvraag 2: Op welke manieren worden geneesmiddelen opgenomen in ons lichaam?
33
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
2.2.4
2014 - 2015
Wat is de invloed van de biologische beschikbaarheid?
De biologische beschikbaarheid is een maat voor de snelheid en de mate waarin een
geneesmiddel zijn werkingsplaats bereikt. Het geeft aan hoeveel van de toegediende
werkzame stof uiteindelijk de bloedsomloop bereikt en of deze beschikbaar is. Als
het middel weinig of niet vrijkomt uit de toedieningsvorm doordat het moeilijk
oplosbaar is, maagzuur het afbreekt of het first-passeffect optreedt, kan de
biologische beschikbaarheid onvolledig zijn.
Het first-passeffect treedt op als een deel van een geneesmiddel verloren gaat door
metabolisme in de darmwand en de lever. Dit deel van de dosis bereikt dus de
bloedcirculatie niet. Bij
een
groot
first-passeffect
kunnen
er
wisselende
plasmaconcentraties optreden en zo de werking van het geneesmiddel beïnvloeden.
Bij intraveneuze toediening is de biologische beschikbaarheid veel groter dan bij
orale toediening. Daarom is in veel gevallen van intraveneuze toediening een lagere
dosis nodig dan bij orale toediening.
2.2.5
Wat is de invloed van de plasmaconcentratie?
De biologische beschikbaarheid is van groot belang voor de plasmaconcentratie. De
plasmaconcentratie is de concentratie van geneesmiddelen in het bloed. Het bepaalt
het effect van het medicijn op het lichaam. Een te hoge concentratie kan leiden tot
bijwerkingen en in de ernstige gevallen zelfs tot overdosering.
Een
lage
concentratie
kan
ervoor
zorgen
dat
de
werking
uitblijft.
Om de juiste concentratie te bereiken is het nodig de juiste gebruiksvoorschriften van
het geneesmiddel te lezen en de juiste hoeveelheid geneesmiddel in te nemen.
34
Deelvraag 2: Op welke manieren worden geneesmiddelen opgenomen in ons lichaam?
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
2014 - 2015
Na orale inname van een geneesmiddel stijgt de plasmaconcentratie van een
werkzame stof tot een maximum. (Tmax) Vanaf dit punt is de eliminatie groter dan de
absorptie. Een periode vlak voor en vlak na Tmax noemt men het "therapeutisch
gebied". Hier is er een evenwicht van de werkzaamheid en het optreden van
bijwerkingen.
Figuur 7: plasmaconcentratie
2.2.6
Wat is de invloed van de oplosbaarheid?
Geneesmiddelen kunnen vetoplosbaar of wateroplosbaar zijn. Hoe beter de
vetoplosbaarheid van een geneesmiddel, hoe beter de passage door het
celmembraan. We bespreken dit verder in detail in deelvraag 3.
Deelvraag 2: Op welke manieren worden geneesmiddelen opgenomen in ons lichaam?
35
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
3
2014 - 2015
Hoe gebeurt de distributie van geneesmiddelen in het
lichaam?
Wanneer het geneesmiddel is opgenomen in de bloedsomloop, volgt de tweede stap
van de farmacokinetiek (=de distributie van het geneesmiddel).
Distributie is het proces waarbij geneesmiddelen door het bloed in het lichaam
worden verdeeld. Nadat het geneesmiddel in het bloed is opgenomen, circuleert het
snel door het lichaam. De gemiddelde circulatietijd van het bloed is 1 minuut. Doordat
het bloed blijft rondstromen in het lichaam, heeft het geneesmiddel de kans om in de
lichaamsweefsels (zoals spier-, vet- en hersenweefsel) terecht te komen.
Eenmaal in het lichaam verspreidt het geneesmiddel zich door de verschillende
compartimenten van het lichaam. Men onderscheidt de volgende compartimenten:
- intracellulair water compartiment (water in cellen in het lichaam),
- extracellulair water compartiment (bloedplasma).
De verdeling wordt bespoedigd of juist vertraagd door de volgende factoren:
- de hoeveelheid vet en water in het lichaam,
- de mate waarin het geneesmiddel oplost in vet of juist in water,
- binding van het geneesmiddel aan eiwitten in het bloedplasma,
- doorgankelijkheid van de bloed-hersen barrière.
3.1
De hoeveelheid vet en water in het lichaam
Mensen bestaan voor een groot deel uit water. Gemiddeld 70% van het
lichaamsgewicht bestaat uit water. Het lichaam van vrouwen bestaat gemiddeld voor
52% uit vocht en dat van mannen voor 63%. Baby’s bestaan zelfs voor 75% uit
vocht.
Deelvraag 3: Hoe gebeurt de distributie van geneesmiddelen in het lichaam?
37
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
2014 - 2015
Vrouwen hebben minder vocht in hun lichaam omdat ze over het algemeen meer vet
hebben dan mannen. Vetweefsel bevat geen vocht. Het vocht zit verdeeld over het
hele lichaam.
De intracellulaire vloeistof, of de vloeistoffen die zich voornamelijk in de rode
bloedcellen bevinden, vertegenwoordigen twee derde van het water in ons lichaam,
dit is ongeveer 40% van ons lichaamgewicht.
10% van de totale hoeveelheid lichaamswater bevindt zich in de bloedvaten en 60%
in het bloedplasma.
Distributie verschilt van persoon tot persoon. Zo kunnen zeer magere mensen relatief
weinig vetoplosbare geneesmiddelen opslaan, terwijl mensen met overgewicht veel
grotere hoeveelheden kunnen opslaan. Ook oudere mensen kunnen grote
hoeveelheden vetoplosbare geneesmiddelen opslaan omdat het lichaamsvet
toeneemt met de leeftijd.
3.2
Oplosbaarheid van het geneesmiddel in water of vet
De mate waarin het geneesmiddel oplost in water of in vet beïnvloedt de verdeling
van het geneesmiddel over het lichaam.
3.2.1
Hydrofiliteit
De hydrofiliteit of wateroplosbaarheid zorgt ervoor dat het geneesmiddel in de inhoud
van de darmen kan oplossen.
Wateroplosbare moleculen blijven in het extracellulair milieu van zodra ze daar zijn
aangekomen. In het algemeen kunnen wateroplosbare geneesmiddelen het
celmembraan dus moeilijk passeren.
38
Deelvraag 3: Hoe gebeurt de distributie van geneesmiddelen in ons lichaam?
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
3.2.2
2014 - 2015
Lipofiliteit
Lipofiliteit of vetoplosbaarheid zorgt ervoor dat het geneesmiddel door de celwand
kan worden getransporteerd. In het algemeen kunnen vetoplosbare geneesmiddelen
celmembranen sneller passeren dan wateroplosbare geneesmiddelen. Dit komt
doordat celmembranen fosfolipiden bevatten.
Figuur 8: celmembraan
Geneesmiddelen die oplossen in vet hebben de neiging zich op te hopen in het
vetweefsel. Andere geneesmiddelen hopen zich op in kleinere delen in het lichaam,
doordat de weefsels een aantrekkingskracht uitoefenen op het geneesmiddel en het
geneesmiddel
dus
goed
kunnen
vasthouden.
Deze
weefsels
geven
het
geneesmiddel langzaam aan de bloedbaan af. Soms verlaten de middelen het
weefsel zo traag dat ze nog dagen na de inname in de bloedbaan circuleren.
3.3
Binding van het geneesmiddel aan eiwitten
Sommige geneesmiddelen verlaten de bloedbaan zeer langzaam doordat ze zich
sterk binden aan eiwitten (meestal albumine) die in het bloed circuleren. Andere
komen snel vanuit het bloed in de weefsels terecht doordat ze minder sterk
gebonden zijn aan de bloedeiwitten. Het eiwitgebonden deel is in het algemeen
onwerkzaam.
Naarmate het ongebonden geneesmiddel zich verder over de weefsels verdeelt en
Deelvraag 3: Hoe gebeurt de distributie van geneesmiddelen in het lichaam?
39
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
2014 - 2015
de concentratie in de bloedbaan afneemt, laten de bloedeiwitten de gebonden
geneesmiddelen langzaam los. Het gebonden geneesmiddel dient dus als
geneesmiddelreservoir.
3.4
De bloed- hersenbarrière
Er zijn veel uitzonderlijke barrières in het lichaam, waarvan een groot deel in de
hersenen te vinden zijn. Een voorbeeld hiervan is de bloed- hersenbarrière.
De bloed- hersenbarrière (BHB) is van groot belang voor de medicijnopname. Men
moet van het begin nagaan of de geneeskrachtige stof van het geneesmiddel de
bloed- hersenbarrière kan passeren.
De hersenen hebben een bepaalde "grens" die alle hydrofiele deeltjes tegenhoudt en
de lipofiele deeltjes doorgang verleent, omdat ze kleiner zijn. De genoemde deeltjes
komen in de hersenen terecht door middel van diffusie. De deeltjes diffunderen door
de bloed- hersenbarrière heen en komen terecht in het bloedtransportsysteem.
Figuur 9: de bloed-hersenbarrière
40
Deelvraag 3: Hoe gebeurt de distributie van geneesmiddelen in ons lichaam?
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
2014 - 2015
Behalve passief transport, kan de BHB ook op andere manieren deeltjes
transporteren. Deze manieren kosten energie. Actief transport, ofwel transport
waarbij energie komt kijken, laat zich onderverdelen in een influxmechanisme en een
effluxmechanisme. Influxmechanisme is het binnenlaten van stoffen in de cel, terwijl
effluxmechanisme het wegwerken van stoffen uit de cel is. Medicijnopname betreft
natuurlijk de influxmechanismen. De belangrijkste mechanismen zijn Adsorptive
Mediated Transport (AMT), Carrier Mediated Transport (CMT) en Receptor Mediated
Transport (RMT).
3.4.1
Adsorptive Mediated Transport (AMT)
Bij adsorptive mediated transport wordt gebruik gemaakt van positief en negatief
geladen deeltjes. Positieve deeltjes die de hersenen willen binnentreden worden
gebonden aan het geneesmiddel en vervolgens aan de negatieve ladingen op het
membraan. De gebonden deeltjes worden dan toegelaten tot de cel en weer
buitengelaten aan de andere kant van de cel.
Figuur 10: adsorptive-mediated-transport
Deelvraag 3: Hoe gebeurt de distributie van geneesmiddelen in het lichaam?
41
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
3.4.2
2014 - 2015
Carrier Mediated Transport (CMT)
Bij Carrier Mediated Transport wordt gebruik gemaakt van eiwitten. Deze eiwitten
vormen samen met fosfolipiden het celmembraan. Ieder eiwit laat bepaalde stoffen
door. Het CMT is zeer breed omdat het een heleboel eiwitten bevat.
Figuur 11: carrier-mediated-transport
3.4.3
Receptor Mediated Transport (RMT)
Bij Receptor Mediated Transport komen ook eiwitten te pas. Deze eiwitten zitten niet
tussen het celmembraan maar steken eruit. Ze kunnen bepaalde deeltjes binden
zodat het geheel dan wordt toegelaten tot de cel. Aan de andere kant breekt de
binding weer en is het deeltje binnen de hersenen.
Figuur 12: receptor-mediated-transport
42
Deelvraag 3: Hoe gebeurt de distributie van geneesmiddelen in ons lichaam?
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
2014 - 2015
Medicijnen bestaan vaak uit zeer grote deeltjes. AMT en passieve diffusie kunnen
deze deeltjes niet transporteren. Deze twee manieren van transport zijn vaak effectief
voor kleine deeltjes. RMT kan wel grotere deeltjes transporteren. Door het medicijn te
laten voldoen aan de voorwaarden van het eiwit, gelegen op het membraan, kan
deze zich hieraan binden. Het medicijn wordt dan door de BHB getransporteerd.
3.5
Het verdelingsvolume
Het verdelingvolume wordt gebruikt als maat voor de verdeling van een stof in het
lichaam.
In de farmacokinetiek wordt het lichaam denkbeeldig in een aantal compartimenten
verdeeld. De simpelste benadering is het "één-compartimentmodel". We gaan er dan
van uit dat het geneesmiddel zich gelijkmatig verdeelt over het hele lichaam. In het
algemeen geldt dan de formule:
V (t ) 
A(t )
C p (t )
waarin:
A(t) = hoeveelheid geneesmiddel in het lichaam
Cp (t) = geneesmiddel concentratie in plasma
V(t) = schijnbaar verdelingsvolume
Meteen na injectie, dus op t=0, is de hoeveelheid geneesmiddel in het lichaam nog
gelijk aan de toegediende dosis. De plasmaconcentratie is dan maximaal. De
toegediende dosis is bekend, de plasmaconcentratie kan gemeten worden en met
deze twee gegevens kan het verdelingsvolume (afgekort V d) worden uitgerekend.
C0 
dosis
dosis
 Vd 
Vd
C0
Deelvraag 3: Hoe gebeurt de distributie van geneesmiddelen in het lichaam?
43
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
2014 - 2015
Het verdelingsvolume geeft aan hoe groot het lichaamsvolume zou moeten zijn als
de totale hoeveelheid toegediend geneesmiddel zich homogeen in het lichaam zou
hebben verdeeld, dus in het hele lichaam zou voorkomen in dezelfde concentratie als
de gemeten bloedplasmaconcentratie C0.
Figuur 13: verdelingsvolume
Figuur 13 geeft drie verschillende scenario's die zich kunnen voordoen na toediening
van een en dezelfde hoeveelheid (A= 30) van drie verschillende geneesmiddelen.
Scenario 1
Het geneesmiddel bevindt zich voornamelijk in het bloedplasma en er zit weinig in
het weefsel. Het verdelingsvolume is 1,25. Dit doet zich voor bij zeer polaire
verbindingen.
Scenario 2
Het geneesmiddel zit voor 60% in het weefsel. Het verdelingsvolume is 2,5.
Scenario 3
44
Deelvraag 3: Hoe gebeurt de distributie van geneesmiddelen in ons lichaam?
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
2014 - 2015
Het geneesmiddel zit voor 90% in het weefsel. Dan is het verdelingsvolume 10. Dit
treedt met name op bij geneesmiddelen die relatief goed in vet oplosbaar zijn; deze
middelen blijven voor slechts een klein deel in het plasma.
Hieruit blijkt dat het verdelingsvolume een " schijnbaar of fictief verdelingsvolume" is.
Het is niet het echte volume want dat kan onmogelijk ineens 10x zo groot worden. De
biologische betekenis van dit "fictief verdelingsvolume" is beperkt, maar het is wel
een erg handige parameter om de dosis te berekenen die nodig is om na eenmalige
toediening een bepaalde gewenste maximale plasmaconcentratie te krijgen. Deze
dosis wordt ook wel de "oplaaddosis" genoemd.
Voornamelijk bij de behandeling van ziekten waarbij snel een effectieve
plasmaconcentratie moet worden bereikt (bijvoorbeeld bij ernstige infecties of
hartritmestoornissen) is het geven van een dergelijke oplaaddosis van belang.
Deelvraag 3: Hoe gebeurt de distributie van geneesmiddelen in het lichaam?
45
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
4
Hoe
worden
geneesmiddelen
2014 - 2015
gemetaboliseerd
in
het
lichaam?
4.1
Wat is metabolisme?
Medicijnen en gifstoffen die ons lichaam binnenkomen, kunnen door ons lichaam
worden geneutraliseerd en uitgescheiden. Dit proces wordt metabolisme genoemd.
Metabolisme of biotransformatie is de chemische omzetting van lichaamsvreemde
stoffen (onder andere geneesmiddelen) door enzymen. Door het metabolisme wordt
een in het plasma opgelost medicijn omgezet in metabolieten.
De rol die de metabolisatie speelt in de eliminatie verschilt sterk per geneesmiddel.
De belangrijkste bijdrage wordt geleverd door de lever, maar ook de nieren, darmen,
longen, andere organen en weefsels kunnen een rol spelen.
Metabolisme gebeurt meestal in drie fasen.
In een eerste fase zijn vooral de P450 enzymen verantwoordelijk voor het beter
wateroplosbaar maken van de stoffen. Dit is nodig om ze te kunnen uitscheiden en
inactief te maken. Omdat verschillende medicijnen bepaalde P450 enzymen kunnen
verzwakken of versterken, kunnen op die manier medicijnen elkaars werking
beïnvloeden. In dit geval spreekt men van medicijnvergiftigingen.
In een tweede fase worden deze geactiveerde medicijnen en gifstoffen geconjugeerd
(samengebracht) met geladen deeltjes. De reacties worden uitgevoerd door een
grote groep breed specifieke transferasen die bijna elke geactiveerde gifstof of
medicijn kan omzetten in metabolieten.
De toevoeging van deze grote groepen maakt de gifstoffen en medicijnen inactief,
vermits ze niet meer uit de cel kunnen diffunderen en alleen nog actief kunnen
worden vervoerd.
Deelvraag 4: Hoe worden geneesmiddelen gemetaboliseerd in het lichaam?
47
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
2014 - 2015
Na de tweede fase kan de verbinding nog verder omgezet worden. De
geconjugeerde gifstoffen en medicijnen kunnen de cel worden uit getransporteerd
door multidrug resistance protein (MRP) transporters die de geconjugeerde tag
herkennen. Hierna kunnen ze worden uitgescheiden uit het lichaam.
Figuur 14: schematische weergave metabolisme
4.2
Activiteit van metabolieten
Metabolisatie is een vorm van eliminatie van het geneesmiddel zelf, maar de
gevormde metabolieten worden door uitscheiding uit het lichaam verwijderd of
ondergaan een verdere metabolisatie.
48
Deelvraag 4: Hoe worden geneesmiddelen gemetaboliseerd in het lichaam?
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
2014 - 2015
De omzetting van een geneesmiddel in actieve of inactieve metabolieten wordt
biotransformatie genoemd.
Enzymen in de maag-darm wand en in de lever zorgen voor de omzetting in
metabolieten.
4.3
De lever
De lever kan worden beschouwd als de stofwisselingscentrale van het lichaam. De
lever is dan ook te vergelijken met een fabriek waarin veel chemische processen
plaatsvinden. Er worden uiteenlopende stoffen geproduceerd zoals honderden
verschillende eiwitten, de galzuren en het cholesterol. Daarnaast worden tal van
producten, die elders in het lichaam worden gevormd, in de lever verwerkt of
afgebroken.
De omzetting in de lever heeft ook tot doel om geneesmiddelen en andere
lichaamsvreemde stoffen te ontgiften. Voor alle omzettingen zijn zogenaamde
enzymen nodig.
4.3.1
Bouw van de lever
De lever is het grootste en zwaarste inwendige orgaan in ons lichaam met vele
onmisbare functies. Hij weegt ongeveer 1,5 kg en bevindt zich rechts boven in de
buikholte, net onder het middenrif
Deelvraag 4: Hoe worden geneesmiddelen gemetaboliseerd in het lichaam?
49
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
2014 - 2015
Figuur 15: de lever
De lever bestaat uit verschillende kleine zeshoekige lobjes die zelfstandig
functioneren. Ieder leverlobje bestaat uit verschillende levercellen. Tussen de cellen
in lopen de galkanalen die de, door de levercellen afgescheiden gal opvangen. Ten
slotte wordt de gal afgevoerd via de galgang naar de galblaas.
Figuur 16: het leverlobje
Doorheen de lever stroomt het zuurstofarme bloed afkomstig uit de alvleesklier en de
milt. Bovendien ontvangt de lever zuurstofrijk bloed vanuit de leverslagader.
50
Deelvraag 4: Hoe worden geneesmiddelen gemetaboliseerd in het lichaam?
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
2014 - 2015
Ongeveer 13% van al het bloed zit in de lever. Door zijn grote bloedrijkdom heeft de
lever een roodbruine kleur.
4.3.2
Functies van de lever
De lever is essentieel omdat hij heel wat functies combineert.
4.3.2.1 Koolhydraatstofwisseling
• Omzetting van glucose in glycogeen (o.i.v. het hormoon insuline)
• Opslag van glycogeen in spieren en lever
• Omzetting van glycogeen in glucose (o.i.v. het hormoon glucagon en/of adrenaline)
• Gluconeogenese: vorming van glucose uit o.a. aminozuren of monosachariden
4.3.2.2 Lipidestofwisseling
• Vorming van niet-essentiële vetzuren (uit andere vetzuren, aminozuren of monosachariden)
• Lipogenese: vorming van lipiden
• Vorming en omzetting van cholesterol.
4.3.2.3 Proteïnestofwisseling
• Trasaminering: vorming van niet-essentiële aminozuren (uit andere aminozuren).
• Desaminering: afbraak van overtollige aminozuren. Hierbij ontstaat ureum dat aan
het bloed afgegeven wordt.
• Vorming van plasma-eiwitten (o.a fibrinogeen, trombine en andere stollingsfactoren)
4.3.2.4 Afbraak van rode bloedcellen
• Bij de afbraak van hemoglobine ontstaat bilirubine (verlaat via gal het lichaam)
• Het vrijgekomen ijzer van de afbraak van hemoglobine wordt gebonden aan een
eiwit. Dit wordt vooral in de lever opgeslagen.
Deelvraag 4: Hoe worden geneesmiddelen gemetaboliseerd in het lichaam?
51
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
2014 - 2015
4.3.2.5 Detoxificatie (ontgifting)
• Alcohol, medicijnen, drugs e.d. worden onwerkzaam gemaakt.
4.3.2.6 Opslag
• Vitaminen, mineralen en ijzer
• Gifstoffen die niet onschadelijk gemaakt kunnen worden.
4.3.3
Lever en geneesmiddelen
Voordat oraal toegediende geneesmiddelen hun effect kunnen uitvoeren, moeten ze
eerst de lever passeren. In de lever worden sommige stoffen uit het bloed
afgebroken of omgezet in metabolieten. Dit gebeurt door het first-pass metabolisme.
Het first-pass metabolisme is de eerste leverpassage, waarbij het geneesmiddel al
gedeeltelijk gemetaboliseerd wordt door enzymen.
Figuur 17: enterohepatische kringloop
Bij veel geneesmiddelen speelt dit effect een belangrijke rol. Bij sommige stoffen is
het gunstig. De onwerkzame stof of slecht werkzame stof kan (beter) werkzaam
worden. Voor andere, goed werkzame stoffen is het ongunstig, omdat ze worden
omgezet in een slechter werkend bestanddeel.
52
Deelvraag 4: Hoe worden geneesmiddelen gemetaboliseerd in het lichaam?
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
2014 - 2015
Geneesmiddelen die na het first-pass metabolisme onwerkzaam worden, kunnen
beter parenteraal ( via inhalatie, neusspray, injecties, ...) gebruikt worden. Hierbij
hoeft het geneesmiddel de lever niet te passeren.
Geneesmiddelen kunnen de lever beschadigen. Behalve het geneesmiddel zelf,
spelen ook andere factoren een rol:
• het gelijktijdig gebruik van andere geneesmiddelen die dezelfde enzymen gebruiken
voor hun omzetting, waardoor deze omzetting trager verloopt,
• de leeftijd (kinderen en ouderen hebben een zwakke ontgiftende functie),
• een goede voedingstoestand met overvloed aan enzymen bevordert de omzetting,
• mannen en vrouwen verschillen in gevoeligheid voor geneesmiddelen,
• manier van toediening,
• erfelijke factoren.
4.3.4
Het cytochroom P450 enzymsysteem
Voor de biotransformatie van geneesmiddelen is het CYP450- enzymsysteem erg
belangrijk. De bekende cytochroom-P450 -enzymen spelen een belangrijke rol bij de
afbraak en afvoer van werkzame en/of giftige stoffen. Deze groep enzymen is het
belangrijkste mechanisme van de lever voor de chemische omzetting van
geneesmiddelen.
De concentratie regelt de snelheid waarmee veel geneesmiddelen worden
gemetaboliseerd. Bij een hogere concentratie wordt het CYP- enzym geremd en is er
kans op meer bijwerkingen. Indien de concentratie laag is, wordt het CYP- enzym
gestimuleerd, met als mogelijk gevolg minder effectiviteit.
Er zijn verschillende cytochroom P450- enzymen bekend, waarvan CYP3A4 voor
geneesmiddelen de belangrijkste is. Andere voorbeelden zijn CYP2C9, CYP2C19,
CYP2D6. Het lastige is dat sommige stoffen het ene enzym stimuleren en het andere
remmen.
Deelvraag 4: Hoe worden geneesmiddelen gemetaboliseerd in het lichaam?
53
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
4.4
Enzymen
4.4.1
Wat zijn enzymen?
2014 - 2015
Enzymen zijn eiwitten die bepaalde reacties versnellen zonder daarbij zelf verbruikt
te worden of van samenstelling te veranderen. Ze worden ook wel biokatalysatoren
genoemd. Wel verbindt het enzym zich tijdens de reactie met het substraat.
Dit gebeurt voor elk enzym op een eigen manier, doordat het enzym reactiespecifiek
is.
4.4.2
Hoe werkt een enzym tijdens het metabolisme?
De stof die door een enzym wordt omgezet heet substraat. Het enzym en het
substraat vormen samen het enzym- substraat complex. Vervolgens vindt de reactie
plaats, de producten laten los van het enzym. Het enzym kan dan weer opnieuw het
substraat binden. Het actieve centrum van een enzym is de plaats waar het enzym in
contact komt met het substraat.
Figuur 18: enzymwerking
Enzymen zijn vaak specifiek voor hun substraat, meestal bindt een enzym maar aan
één substraat. Er zijn echter ook enzymen die een heleboel verschillende substraten
kunnen omzetten. Hiervan komen er een paar voor in de lever, bijvoorbeeld
CYP2D6, een enzym uit het cytochroom P450-enzymsysteem.
De reactiesnelheid van enzymen is afhankelijk van de temperatuur en de
zuurtegraad (pH).
54
Deelvraag 4: Hoe worden geneesmiddelen gemetaboliseerd in het lichaam?
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
2014 - 2015
Ieder enzym heeft een optimale temperatuur, waarbij er ook een maximale werking
is. Zo zijn de meeste enzymen inactief bij lage temperaturen. Boven de 50°C zal de
werking van het enzym ook blokkeren door denaturatie.
Ieder enzym werkt het beste bij een bepaalde zuurtegraad.
Enzymen kunnen geremd worden door bepaalde stoffen. Er zijn twee typen van
remmers: irreversibele en reversibele remmers.
Kwik en andere zware metalen behoren tot de irreversibele remmers. Ze maken
enzymen kapot door een binding aan te gaan met bepaalde aminozuren in een eiwit
waardoor de structuur onherstelbaar (irreversibel) wordt. Het enzym kan dan geen
substraat meer binden waardoor de reactie niet of langzaam verloopt.
Stoffen die tijdelijk een binding aangaan met een enzym zijn reversibel. De remmer
lijkt sterk op het substraat en kan ook gaan binden op het actief centrum. Als zowel
remmer als substraat aanwezig zijn, vindt er een competitie plaats tussen die twee
stoffen. De meeste enzymen zullen het substraat binden, maar omwille van de
aanwezigheid van een remmer moeten ze meer moeite doen. De reactie verloopt dus
iets trager. Hoe meer remmer aanwezig is, hoe trager de reactie verloopt.
Deelvraag 4: Hoe worden geneesmiddelen gemetaboliseerd in het lichaam?
55
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
5
2014 - 2015
Hoe gebeurt de excretie van geneesmiddelen uit het
lichaam?
5.1
Wat is excretie?
Excretie of uitscheiding is het proces waardoor geneesmiddelen uit het lichaam
verdwijnen. De nieren en de lever vormen hierbij een belangrijke rol.
In de vorige deelvraag hebben we besproken hoe een geneesmiddel eerst de lever
passeert. De metabolieten, die daarbij in enzymatische reacties gevormd worden,
zijn allemaal meer wateroplosbaar dan het oorspronkelijk geneesmiddel. Hier bereidt
de lever de uitscheiding al voor.
Wanneer het geneesmiddel zijn werk in het lichaam heeft gedaan, komt het natuurlijk
via de bloedbaan wéér langs de lever. Indien de geneesmiddelen wateroplosbaar
genoeg zijn, worden ze rechtstreeks uitgescheiden via de nieren. Indien dit niet het
geval is, zal het geneesmiddel in de lever eerst omgezet worden tot meer
wateroplosbare metabolieten, waarna ze via de nieren of de gal worden
uitgescheiden.
Op deze manier zorgt het lichaam ervoor dat de geneesmiddelen uiteindelijk via de
gal of de urine het lichaam verlaten.
Deelvraag 5: Hoe gebeurt de excretie van geneesmiddelen uit het lichaam?
57
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
5.2
Excretie door de nieren
5.2.1
Bouw
2014 - 2015
Nieren zijn boonvormige organen die zich links en rechts achteraan in de buikholte
bevinden. Ze zijn 10 tot 12 cm groot en wegen elk ongeveer 200 gram.
Figuur 19: ligging van de nieren
Wanneer we de nieren van kortbij gaan bekijken, onderscheiden we de nierschors en
het niermerg.
In de schors bevinden zich de nefronen. Nefronen zijn microscopisch kleine
eenheden waarin bloed wordt gefilterd en urine wordt geproduceerd. Een nefron
bestaat uit een lichaampje van Malpighi en een afvoerbuisje.
Het niermerg is gegroepeerd in een aantal kegelvormige verzamelbuizen, de
nierpiramiden. Op de top van de nierpiramiden monden buisjes uit, waaruit de urine
continu vanuit het nierweefsel naar het nierbekken sijpelt. Vanuit het centrale
nierbekken vertrekt de urineleider naar de blaas, die geledigd wordt langs de
urinebuis.
58
Deelvraag 5: Hoe gebeurt de excretie van geneesmiddelen uit het lichaam?
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
2014 - 2015
Figuur 20: de nier
De nieren hebben ook een zeer goede bloedvoorziening. Ze werken samen als een
soort waterzuiveringsstation om het plasmawater te zuiveren.
Zowel de nierslagader als de nierader hebben een grotere doorsnede dan de
slagaders en aders naar andere organen. De hoeveelheid bloed die naar de nieren
wordt gepompt is dan ook aanzienlijk.
5.2.2
Functie
De nieren hebben verschillende functies. De drie belangrijkste zijn: afvalstoffen uit
het bloed verwijderen, de vochtbalans regelen en het produceren van hormonen.
Deelvraag 5: Hoe gebeurt de excretie van geneesmiddelen uit het lichaam?
59
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
2014 - 2015
5.2.2.1 Verwijderen van afvalstoffen
In het bloed zitten allerlei stoffen die nodig zijn om het lichaam goed te laten
functioneren. Het menselijk lichaam maakt deze stoffen aan en breekt deze ook terug
af in allerlei chemische reacties. Daar komen vaak afvalstoffen bij vrij. Die
afvalstoffen zijn schadelijk voor het lichaam en moeten worden opgeruimd. Dat is het
werk van de nieren.
De 2 miljoen nefronen, nierbuisjes in de nieren, filteren die afvalstoffen uit het bloed
en zorgen dat zij via de urine het lichaam verlaten. Per dag zuiveren de nieren op
deze manier ongeveer 100 liter bloed om vergiftiging te voorkomen.
Figuur 21: functie van de nieren
5.2.2.2 Regelen van de vochtbalans
Het menselijk lichaam bestaat ongeveer voor 70% uit water. Het lichaam kan alleen
goed werken als de hoeveelheid vocht zo veel mogelijk gelijk blijft. De nieren zorgen
hiervoor. Dit is heel belangrijk voor het lichaam want zowel te veel vocht als te weinig
kan leiden tot ernstige klachten. Na veel drinken produceren de nieren bijvoorbeeld
extra urine en bij te veel zweten minder.
60
Deelvraag 5: Hoe gebeurt de excretie van geneesmiddelen uit het lichaam?
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
2014 - 2015
5.2.2.3 Produceren van hormonen
Een hormoon is een signaalstof die in een orgaan wordt aangemaakt. Het stroomt via
het bloed naar andere delen van het lichaam en zet cellen aan het werk.
De nieren maken hormonen en andere stoffen aan die belangrijk zijn voor de
regeling van de bloeddruk en de productie van rode bloedlichaampjes. Een bekend
hormoon dat de nieren aanmaken, erytropoëtine (EPO), zorgt ervoor dat het
beenmerg rode bloedcellen aanmaakt. Een tekort aan dat hormoon leidt tot
bloedarmoede met onder andere moeheid tot gevolg. Een tweede hormoon dat de
nieren aanmaken is renine. Het speelt een rol bij het regelen van de bloeddruk.
5.2.3
Nieren en geneesmiddelen
De nieren spelen een belangrijke rol bij het proces waarbij geneesmiddelen uit het
lichaam worden verwijderd. Dit gebeurt via de urine. Uitscheiding via de urine draagt
bij aan de eliminatie van veel geneesmiddelen en hun metabolieten. Om goed in de
urine te kunnen worden uitgescheiden, moet een geneesmiddel of metaboliet in
water oplosbaar zijn en niet te sterk aan eiwitten in het bloed gebonden zijn.
De uitscheiding door de nieren is afhankelijk van de urinestroom, de doorbloeding
van de nieren en de toestand van de nieren. De toestand van de nieren kan door
veel aandoeningen worden aangetast, met name hoge bloeddruk, diabetes,
nierinfecties en leeftijdsafhankelijke factoren. Bij het ouder worden neemt de
nierfunctie af. De nier van een persoon van 85 jaar scheidt geneesmiddelen nog
maar half zo efficiënt uit ten opzichte van iemand van 35 jaar.
Afhankelijk van deze factoren kan een arts een juiste dosering geneesmiddel
bepalen.
Deelvraag 5: Hoe gebeurt de excretie van geneesmiddelen uit het lichaam?
61
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
5.3
2014 - 2015
Andere manieren van excretie
Uitscheiding vindt in de meeste gevallen plaats in de nieren, via de urine. Excretie
kan ook gebeuren door de longen, de huid en via de ontlasting door de lever (gal).
5.3.1
Uitscheiding door de longen
Uitscheiding via de uitgeademde lucht is de belangrijkste manier waarop
geïnhaleerde verdovingsmiddelen uit het lichaam worden verwijderd.
In alle cellen ontstaat CO2 en water als afvalproduct van de verbranding. Het CO 2
wordt via het bloed naar de longen gebracht en zo, door uitademing, via de longen
verwijderd. Dagelijks wordt ook ongeveer 350 ml water via de ademhalingswegen
uitgeademd. Daarom beïnvloedt het ademhalingsstelsel eveneens de vochtbalans
van ons lichaam. Het teveel aan water wordt via de nieren verwijderd.
5.3.2
Uischeiding door de huid
De huid wordt meestal geen uitscheidingsorgaan genoemd, maar de zweetkliertjes in
de huid scheiden water en zouten uit. Ze spelen dus ook een rol in de vochtbalans in
ons lichaam.
5.3.3
Uitscheiding door de lever
In de lever vindt eliminatie voornamelijk plaats door het teweegbrengen van
chemische veranderingen aan de moleculen van de stof (biotransformatie: "zie
deelvraag 4").
Sommige geneesmiddelen worden na het passeren van de lever onveranderd
uitgescheiden in de gal. De gal komt vervolgens terecht in het maag-darmkanaal.
Van hieruit worden geneesmiddelen verwijderd in de ontlasting of opnieuw
opgenomen in het bloed.
62
Deelvraag 5: Hoe gebeurt de excretie van geneesmiddelen uit het lichaam?
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
5.4
2014 - 2015
Klaring
De geneesmiddelmoleculen verlaten het lichaam door biotransformatie en/of
excretie. De efficiëntie van deze mechanismen kan worden uitgedrukt als serum- of
plasmaklaring. De klaring van een geneesmiddel is de maat voor de capaciteit van
het lichaam om het middel te elimineren via de nieren, de lever en eventuele andere
wegen. De klaring geeft aan hoeveel plasma per tijdseenheid van het geneesmiddel
wordt ontdaan.
We onderscheiden twee soorten klaring, hepatische klaring en renale klaring.
We spreken van hepatische klaring bij metabolisme en uitscheiding via de gal.
Renale klaring is de uitscheiding van bepaalde stoffen door de nieren.
Renale klaring is gemakkelijk te bepalen via concentratiemetingen in de urine en het
plasma. De verdwijning van geneesmiddelen uit het organisme wordt gemeten via de
verlaging van de plasmaconcentraties. Deze verlaging wordt meestal uitgedrukt als
halfwaardetijd van het product in het plasma. De halfwaardetijd is de tijd die nodig is
om de hoeveelheid van het geneesmiddel in het bloed te halveren. De halfwaardetijd
van een geneesmiddel hangt af van de totale lichaamsklaring maar ook van het
verdelingsvolume. Een verlengde halfwaardetijd betekent meestal dat de excretie
en/of biotransformatie verminderd is.
Klaring in het lichaam is belangrijk omdat bijvoorbeeld een geneesmiddel met een
snelle klaring niet lang in het lichaam zal blijven. Men vereist dus één of meerdere
toedieningen. Een geneesmiddel kan echter ook een lage klaring vertonen omdat het
zich aan proteïnen bindt en dus minder beschikbaar is. Als de klaring tijdens de
behandeling daalt of abnormaal laag is, loopt de patiënt een risico voor overdosering.
Deelvraag 5: Hoe gebeurt de excretie van geneesmiddelen uit het lichaam?
63
Besluit
In dit eindwerk werd de werking van geneesmiddelen in het lichaam beschreven. Wat
het lichaam met het geneesmiddel doet, heeft betrekking op de farmacokinetiek. Het
gaat hierbij om processen zoals resorptie, distributie, metabolisme en excretie.
Bij de behandeling met geneesmiddelen is het belangrijk dat het geneesmiddel naar
de plaats van werking wordt gevoerd. Dit zijn de specifieke plaatsen in de weefsels
waar het geneesmiddel zijn werking uitvoert. Doorgaans wordt het geneesmiddel ver
van deze plaats in het lichaam gebracht (toediening). Het geneesmiddel moet in de
bloedbaan worden opgenomen (resorptie) en naar de plaatsen gevoerd worden waar
het nodig is (distributie). Veel geneesmiddelen worden door het lichaam chemisch
omgezet (metabolisme) voordat ze beginnen te werken. Andere pas later of helemaal
niet. Als laatste stap wordt het geneesmiddel samen met zijn metabolieten uit het
lichaam verwijderd (excretie). Deze processen worden door veel factoren beïnvloed,
(onder andere leeftijd, grootte,...) waardoor er bijwerkingen kunnen optreden.
Experimenten op eieren (semi-permeabele wand) hebben aangetoond dat er osmose
heeft plaatsgevonden. Spijtig genoeg is er geen relatie aangetoond tussen de
concentratie van het geneesmiddel en de hoeveelheid opname. Verder is er in een
tweede experiment aangetoond dat de katalase reactie maximaal is bij een
temperatuur van 37°C (lichaamstemperatuur) en een pH van 7.
Literatuurlijst
BERDI, B., Het enzym katalase uit een aardappel, internet, 1 augustus 2001,
(http://www.scholieren.com/proef/2680).
BOERMAN, PB., diffusie en osmose, Universiteit Twente, internet, 2003,
(http://www.olo.twenteacademy.nl/vakken/36/onderwerpen/140)
DE BOER, J.E., e.a., Farmacokinetiek, internet,1 oktober 2014,
(https://www.farmacotherapeutischkompas.nl/voorna/i/inl%20farmacokinetiek.asp).
DEWULF, RD., MORLION, MM., osmotische verschijnselen bij planten en
dierencellen, katholieke hogescholen Zuid-West-Vlaanderen associatie K.U. Leuven,
internet, 13 april 2012, (http://www.eurekas.be/h_didactischepakketten.asp#14).
ELLING, EH, Toedieningsvormen en toedieningswegen, internet, 7 mei 2013,
(http://assortiment.bsl.nl/files/e43ae3cd-075b-4acc-b46f
ee97b8b4db31/9789031398744proefhoofdstuk.pdf).
GRINT, LG., Enzymen in actie, hogeschool van Utrecht, specialisten in
leerprocessen SLO, internet, september 1999,
(http://wetche.cmbi.ru.nl/vwo/enzymen/eia.html).
LAGAS DE GRAAF, LG., HEKSTER, Y., Hulpstoffen in geneesmiddelen voor
kinderen: functies en toxiciteit, internet, 2011,
(http://www.medicatieveiligheid.info/websites/nvza_remedie/docs/2011wp0002[1]_hul
pstoffen_gnm_voor_kinderen_WP_2011.pdf).
MARK, H., e.a., Toediening en kinetiek van geneesmiddelen, internet, Merck
Research Laboratories, februari 2003,
(http://www.merckmanual.nl/mmhenl/sec02/ch011/ch011c.html)
MVALMORBIDA, M, Bio 103 Lab 2 Diffusion, Osmosis, and Cell Membrane
Permeability, internet,18 maart 2010,
(http://rwsl.nic.bc.ca/biolab/103/Bio%20103%20Lab%202%20Diffusion,%20Osmosis,
%20and%20Cell%20Membrane%20Permeability.pdf).
Onderzoek naar het enzym peroxidase, internet, word document,
(www.fi.uu.nl/bps/lessen/breulprofielmiddag/peroxidase.doc).
PROOST, JP., Basisbegrippen in de farmacokinetiek die iedere arts zou moeten
kennen, internet, 8 april 2009, (http://www.ntvg.nl/artikelen/basisbegrippen-defarmacokinetiek-die-iedere-arts-zou-moeten-kennen)
SMITH, SS., DUELL, DD., Medicijnen toedienen, internet, 26 november 2010,
(http://www.pearson.nl/download/ProefVerpleegVaarDeel1.pdf).
VAN DER PLUIJM, J.E.V.D.P., e.a., Biothema: Biologie van experiment tot theorie.
transport , energiehuishouding en uitschijding, internet, 1977,
(http://toa.vimb.nl/biothema/images/pdf/deel3.pdf).
VINK, MDV., Wat zijn enzymen?, VIDA, internet, 2009,
(http://www.ziekdoorvoeding.nl/enzymen.php).
VREEDENBURGH, RV., Ontleden van waterstofperoxide (H2 O2), internet,1 februari
2013, (http://www.webklik.nl/user_files/2013_02/465948/Herschreven_verslag-2.pdf).
WAL, M., e.a., i.o. LANDELIJK ONTWIKKELPUNT NATUUR, LEVEN EN
TECHNOLOGIE, Medicijnen:van molecuul tot mens, internet, Stichting Leerplan
Ontwikkeling/Landelijk Ontwikkelpunt NLT, 17 juni 2010,
(http://betavaknlt.nl/downloads/v107/v107_Medicijnen_van_Molecuul_tot_Mens_ev_ll
_13092010.pdf/?licenseAck=Akkoord).
YAFFE, SJ, ARANDA, JV, Werkingsprincipe geneesmiddel, internet, september
2014, (http://nkfk.nl/geneesmiddelen-en-kinderen/hoe-werkt-een-geneesmiddel/).
Lijst met figuren
Figuur 1: de esculaap ............................................................................ 15
Figuur 2: capsules ................................................................................. 19
Figuur 3: inhalatiespray ......................................................................... 21
Figuur 4: geneeskrachtige werking van een pleister .............................. 25
Figuur 5: diffusie ................................................................................... 30
Figuur 6: osmose .................................................................................. 30
Figuur 7: plasmaconcentratie ................................................................ 35
Figuur 8: celmembraan ..................................................................... 39
Figuur 9: de bloed-hersenbarrière ......................................................... 40
Figuur 10: adsorptive-mediated-transport.............................................. 41
Figuur 11: carrier-mediated-transport .................................................... 42
Figuur 12: receptor-mediated-transport ................................................. 42
Figuur 13: verdelingsvolume ................................................................. 44
Figuur 14: schematische weergave metabolisme .................................. 48
Figuur 15: de lever ................................................................................ 50
Figuur 16: het leverlobje ........................................................................ 50
Figuur 17: enterohepatische kringloop .................................................. 52
Figuur 18: enzymwerking ...................................................................... 54
Figuur 19: ligging van de nieren ............................................................ 58
Figuur 20: de nier .................................................................................. 59
Figuur 21: functie van de nieren ............................................................ 60
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
2014 - 2015
Bijlage 1: onderzoeksplan 1
1
Onderzoeksplan: Hoe beïnvloedt een geneesmiddel de
osmose?
1.1
Hypothese
Geneesmiddelen komen via osmose in ons bloed terecht. Hierbij kunnen we zeggen
dat geneesmiddelen de osmose beïnvloeden.
1.2
Aanpak
Om de semipermeabele wand van de darmen te simuleren gaan we als eerste stap
een ei ontkalken met behulp van azijnzuur. Vervolgens gaan we kijken in welke mate
verschillende concentratie aan Paracetamol en acetylsalicylzuur invloed hebben op
de osmose. Hierbij gaan we voor elk 5 verschillende oplossingen maken. We meten
dit aan de hand van de massa- toename van het ei en de wijziging in concentratie
van Paracetamol en acetylsalicylzuur in de vloeistof.
1.3
Theorie
1.3.1
Wat is acetylsalicylzuur?
Acetylsalicylzuur is de geneeskrachtige stof in Aspirine. Het werkt pijnstillend,
koortsverlagend en ontstekingsremmend. Aspirine wordt ook wel gebruikt als
bloedverdunner.
Onderzoeksplan: Hoe beïnvloedt een geneesmiddel de osmose?
71
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
1.3.2
2014 - 2015
Wat is paracetamol?
Paracetamol is de werkzame stof van Dafalgan. Het wordt vaak gebruikt bij de
behandeling van pijn en koorts. Het verschil met aspirine is dat Dafalgan geen
ontstekingsremmende werking heeft.
Wat is osmose?
Osmose is een passief transport, waarbij stoffen worden getransporteerd van een
lage concentratie naar een hoge concentratie. Dit wil zeggen dat er geen energie
voor het transport nodig is. Het verschil met diffusie is dat bij osmose gebruik wordt
gemaakt van een semipermeabele wand. In de meeste gevallen zijn de moleculen
van de opgeloste stof groter dan die van het oplosmiddel. Indien deze moleculen
groter zijn dan de openingen in de semipermeabele wand kan het de osmose
beïnvloeden
.
72
Onderzoeksplan: Hoe beïnvloedt een geneesmiddel de osmose?
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
1.4
2014 - 2015
Bronnen
DEWULF, RD., MORLION, MM., osmotische verschijnselen bij planten en
dierencellen, katholieke hogescholen zuid-west-vlaanderen associatie K.U. leuven,
internet, 13 april 2012, (http://www.eurekas.be/h_didactischepakketten.asp#14)
VAN DER PLUIJM, J.E.V.D.P., e.a., Biothema: Biologie van experiment tot theorie.
transport, energiehuishouding en uitschijding, internet, 1977,
(http://toa.vimb.nl/biothema/images/pdf/deel3.pdf).
MVALMORBIDA, M, Bio 103 Lab 2 Diffusion, Osmosis, and Cell Membrane
Permeability, internet,18 maart 2010
,
(http://rwsl.nic.bc.ca/biolab/103/Bio%20103%20Lab%202%20Diffusion,%20Osmosis,
%20and%20Cell%20Membrane%20Permeability.pdf).
http://www.dafalgan.be/
http://www.bcfi.be/GGR/MPG/MPG_HBB.cfm
http://www.assinkchemie.nl/msds/X141012.htm
https://pharmacycode.com/msds/Dafalgan
Onderzoeksplan: Hoe beïnvloedt een geneesmiddel de osmose?
73
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
1.5
2014 - 2015
Materiaal
Azijnzuur (witte azijn, 5%)
Gedestilleerd water
30 g acetylsalicylzuur
30 g Paracetamol
12 rauwe eieren
12 maatbekers (minstens 200 ml)
Parrafilm
Elektrische weegschaal tot op 0,001g nauwkeurig
Dunne alcoholstift
12 maatkolven (200 ml)
maatcilinder nauwkeurig tot op 1 ml
lepel
1.6
Methode
1.6.1
Vooronderzoek
Allereerst ontkalken we de 12 eieren door het 2 à 3 dagen in een kom vol met azijn
te leggen bij kamertemperatuur (20°C). We brengen over de kom parrafilm zodat er
niks kan verdampen.
1.6.1.1 Voorbereiding van het onderzoek
We maken volgende oplossingen klaar:
1. Los 2 g acetylsalicylzuur op in 200ml gedestilleerd water. Noem deze oplossing
1A(1%)
2. Los 4 g acetylsalicylzuur op in 200 ml gedestilleerd water. Noem deze oplossing 2A
(2%)
3. Los 6 g acetylsalicylzuur op in 200 ml gedestilleerd water. Noem deze oplossing 3A
(3%)
4. Los 8 g acetylsalicylzuur op in 200 ml gedestilleerd water. Noem deze oplossing 4A
(4%)
5. Los 10 g acetylsalicylzuur op in 200 ml gedestilleerd water. Noem deze oplossing 5A
(5%)
Doe hetzelfde voor Paracetamol. Noem deze oplossingen 1P tot 5P
74
Onderzoeksplan: Hoe beïnvloedt een geneesmiddel de osmose?
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
2014 - 2015
1.6.1.2 Proefopstelling
1.6.1.3 Onderzoek
Eens de eieren ontkalkt zijn halen we ze uit de azijn en bepalen we het gewicht van
ieder ei. Schrijf de gewichten in de tabel bij eerste massa.
Zorg ervoor dat je bij het verplaatsen van de eieren het membraan niet beschadigd!
Leg ei 1 voorzichtig in oplossing 1A.
Leg ei 2 voorzichtig in oplossing 2A.
Leg ei 3 voorzichtig in oplossing 3A.
Leg ei 4 voorzichtig in oplossing 4A.
Leg ei 5 voorzichtig in oplossing 5A.
Leg ei 6 voorzichtig in oplossing 1P.
Leg ei 7 voorzichtig in oplossing 2P.
Leg ei 8 voorzichtig in oplossing 3P.
Leg ei 9 voorzichtig in oplossing 4P.
Leg ei 10 voorzichtig in oplossing 5P.
Leg ei 11 en 12 voorzichtig in 200 ml gedestilleerd water. Dit zijn de blanco's om
achteraf mee te vergelijken.
(Tip: Schrijf de nummers van de eieren op de maatbeker)
Onderzoeksplan: Hoe beïnvloedt een geneesmiddel de osmose?
75
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
2014 - 2015
Weeg na een uur liggen in de oplossingen de eieren opnieuw en schrijf dit in de tabel
bij eindmassa.
We berekenen nu het verschil in massa.
Eerste massa eindmassa
Verschil in massa
Ei 1 (acetylsalicylzuur)
Ei 2 (acetylsalicylzuur)
Ei 3 (acetylsalicylzuur)
Ei 4 (acetylsalicylzuur)
Ei 5 (acetylsalicylzuur)
Ei 6 (Paracetamol)
Ei 7 (Paracetamol)
Ei 8 (Paracetamol)
Ei 9 (Paracetamol)
Ei 10 (Paracetamol)
Ei 11 (blanco)
Ei 12 (blanco)
Meet het volume van iedere overgebleven oplossing uit de maatbekers met behulp
van een maatcilinder. Schrijf dit in de tabel.
Aan de hand van dit volume kunnen we de concentratie van de oplossing berekenen
door het aantal mol te delen door het overgebleven volume. Deze concentratie
vergelijken we met onze beginconcentratie.
76
Onderzoeksplan: Hoe beïnvloedt een geneesmiddel de osmose?
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
Aantal
Volume
mol
nadat het ei voor het ei in de nadat
in
oplossing
Concentratie
2014 - 2015
Concentratie
Verschil
concentratie
de oplossing heeft het ei in de
gelegen. (mol/l)
oplossing heeft
heeft
gelegen
gelegen
mol/l)
(
(liter)
Ei 1 (acetylsalicylzuur)
0,011
0,056
Ei 2 (acetylsalicylzuur)
0,022
0,111
Ei 3 (acetylsalicylzuur)
0,033
0,167
Ei 4 (acetylsalicylzuur)
0,044
0,222
Ei 5 (acetylsalicylzuur)
0,055
0,278
Ei 6 (Paracetamol)
0,013
0,066
Ei 7 (Paracetamol)
0,026
0,132
Ei 8 (Paracetamol)
0,040
0,198
Ei 9 (Paracetamol)
0,053
0,265
Ei 10 (Paracetamol)
0,066
0,331
Ei 11 (blanco)
11,112
55,56
Ei 12 (blanco)
11,112
55.56
Onderzoeksplan: Hoe beïnvloedt een geneesmiddel de osmose?
in
77
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
1.6.1.4
2014 - 2015
Berekeningen voor de concentratie nadat het ei in de oplossing heeft
gelegen.
1.6.1.4.1 We berekenen de concentratie door het aantal mol te delen door het
resterende volume. Dit kan gebeuren aan de hand van de volgende
formule.
concentratie = aantal mol / volume
Stel dat het resterende volume van de blanco proef 180 ml is.
Dan is de concentratie nadat het ei in de oplossing heeft gelegen:
11,112 mol / 0,180 liter = 61,73 mol/l.
1.6.1.4.2 Vervolgens berekenen we de hoeveelheid acetylsalicylzuur en paracetamol
er overgebleven is in iedere vloeistof.
kook de overgebleven vloeistof en weeg daarna de hoeveelheid
overgebleven vaste stof. Schijf dit in de tabel
78
Onderzoeksplan: Hoe beïnvloedt een geneesmiddel de osmose?
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
Hoeveelheid vaste Hoeveelheid
2014 - 2015
Verschil
in
stof voor het ei in vaste stof na het hoeveelheid
de oplossing heeft ei in de oplossing vaste stof
gelegen (gram)
heeft
gelegen (gram)
(gram)
Ei 1 (acetylsalicylzuur)
2
Ei 2 (acetylsalicylzuur)
4
Ei 3 (acetylsalicylzuur)
6
Ei 4 (acetylsalicylzuur)
8
Ei 5 (acetylsalicylzuur)
10
Ei 6 (Paracetamol)
2
Ei 7 (Paracetamol)
4
Ei 8 (Paracetamol)
6
Ei 9 (Paracetamol)
8
Ei 10 (Paracetamol)
10
Onderzoeksplan: Hoe beïnvloedt een geneesmiddel de osmose?
79
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
2014 - 2015
1.6.1.6 Resultaten omzetten in een lijngrafiek
Verschil in
massa (gram)
ei 1
ei 2
ei 3
ei 4
ei 5
Eieren van
acetylsalicylzuur
Verschil in
massa (gram)
ei 1
ei 2
ei 3
ei 4
ei 5
ei 1
ei 2
ei 3
ei 4
ei 5
Eieren van
Paracetamol
Verschil in
concentratie
(mol/l)
80
Eieren van
acetylsalicylzuur
Onderzoeksplan: Hoe beïnvloedt een geneesmiddel de osmose?
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
2014 - 2015
Verschil in
concentratie
(mol/l)
ei 1
1.6.2
ei 2
ei 3
ei 4
ei 5
Eieren van
Paracetamol
Onafhankelijke variabele
We houden de hoeveelheden van de oplossingen constant en veranderen de
concentraties. We voeren de hele proef uit op kamertemperatuur.
1.7
Tijdsplan
1.7.1
Vooronderzoek
Het ontkalken van de eieren duurt 2 à 3 dagen.
1.7.2
Voorbereiding van het onderzoek
Het maken van de oplossingen duurt ongeveer 5 uur.
1.7.3
Uitvoering van het onderzoek
Voor de uitvoering van de proef heb ik ongeveer 5 uur nodig.
Onderzoeksplan: Hoe beïnvloedt een geneesmiddel de osmose?
81
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
1.7.4
2014 - 2015
Verwerking proefresultaten
3 uren volstaan.
1.8
Veiligheid
1.8.1
Algemeen
Omgaan met chemische stoffen brengt altijd risico's mee. Hierbij is het belangrijk
jezelf en andere te beschermen. Het dragen van een labo jas is verplicht. Eten en
drinken is absoluut verboden.
1.8.2
Azijnzuur
1.8.2.1
Gevaarsymbolen
1.8.2.2
Risico's
Irriterend voor de ogen en de huid.
1.8.2.3
Voorzorgsmaatregelen
- Gas, rook, damp, spuitnevel niet inademen
- Bij aanraking met de ogen onmiddellijk met overvloedig water afspoelen en
deskundig medisch advies inwinnen.
- Neutraliseren (6 ≤ pH ≤ 8) voor we het in de spoelbak gieten.
1.8.2.4
R- zinnen
36/38
82
Onderzoeksplan: Hoe beïnvloedt een geneesmiddel de osmose?
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
1.8.2.5
2014 - 2015
S -zinnen
S23, S26
1.8.2.6
A- zinnen
A2, A10
1.8.3
1.8.3.1
acetylsalicylzuur
Risico's
- Irriterend voor huid, ogen en luchtwegen.
- Bij verbranding kunnen er giftige stoffen ontstaan.
1.8.3.2
Voorzorgsmaatregelen
- Bij contact met de huid of ogen, onmiddellijk uitspoelen en medisch advies zoeken.
- Gas, rook, damp niet inademen.
1.8.4
1.8.4.1
Paracetamol
Risico's
- Irriterend voor huid, ogen en luchtwegen.
- Brandbaar
- Onverenigbaar met sterke oxidatiemiddelen.
- Lichtgevoelige reacties met aspirine.
Onderzoeksplan: Hoe beïnvloedt een geneesmiddel de osmose?
83
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
1.8.4.2
2014 - 2015
Voorzorgsmaatregelen
- Bij contact met de huid of ogen, onmiddellijk uitspoelen en medisch advies zoeken.
- Gas, rook, damp niet inademen.
- Vermijdt contact met sterke oxidatiemiddelen en aspirine.
1.9
Besluit
Op basis van het verschil in concentratie (voordat het ei in de oplossing heeft
gelegen en erna) kunnen we besluiten of er acetylsalicylzuur of Paracetamol door de
semipermeabele wand is gegaan. Is de concentratie in de oplossing op het einde van
de test lager dan bij de start, dan kunnen we besluiten dat er acetylsalicylzuur of
Paracetamol door het ei is opgenomen. Door de overgebleven vloeistof uit te koken
kunnen we bepalen hoeveel acetylsalicylzuur of paracetamol er is opgenomen. Op
basis van deze test kunnen we besluiten dat bepaalde geneesmiddelen wel / geen
(schrap wat niet past) invloed hebben op de osmose. Dit komt wel / niet overeen met
mijn hypothese.
84
Onderzoeksplan: Hoe beïnvloedt een geneesmiddel de osmose?
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
2014 - 2015
Bijlage 2: onderzoeksverslag 1
2
Onderzoeksverslag: Hoe beïnvloedt een geneesmiddel de
osmose?
2.1
Inleiding
Osmose is een passief transport, waarbij stoffen worden getransporteerd van een
lage concentratie naar een hoge concentratie. Er wordt gebruikt gemaakt van een
semipermeabele wand.
Om de semipermeabele wand van de darmen te simuleren gaan we als eerste stap
een ei ontkalken met behulp van azijnzuur. Vervolgens gaan we kijken in welke mate
verschillende concentratie acetylsalicylzuur invloed hebben op de osmose.
2.2
Doel
Nagaan of acetylsalicylzuur de osmose beïnvloedt.
2.3
Hypothese
Hoe hoger de concentratie van acetylsalicylzuur, hoe meer acetylsalicylzuur wordt
opgenomen.
2.4
Werkwijze
2.4.1
Materiaal
- Gedestilleerd water
- 12 rauwe eieren
- 12 maatbekers (minstens 200 ml)
- Parrafilm
- Elektrische weegschaal tot op 0,001g nauwkeurig
- Dunne alcoholstift
- lepel
Onderzoeksverslag: Hoe beïnvloedt een geneesmiddel de osmose?
85
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
2014 - 2015
2.4.1.1 Producten:
- Azijnzuur (witte azijn, 7%)
- 30 g acetylsalicylzuu
2.5
Methode
Allereerst ontkalken we de 12 eieren door het 2 à 3 dagen in een kom vol met azijn
te leggen bij kamertemperatuur (20°C). We brengen over de kom parrafilm zodat er
niks kan verdampen.
We maken 10 verschillende oplossingen klaar:
Oplossing
1A
=
2g
acetylsalicylzuur
in
200
ml
gedestileerd
water
Oplossing
2A
=
4g
acetylsalicylzuur
in
200
ml
gedestileerd
water
Oplossing
3A
=
6g
acetylsalicylzuur
in
200
ml
gedestileerd
water
Oplossing
4A
=
8g
acetylsalicylzuur
in
200
ml
gedestileerd
water
Oplossing
5A
=
10g
in
200
ml
gedestileerd
water
acetylsalicylzuur
.
86
Onderzoeksverslag: Hoe beïnvloedt een geneesmiddel de osmose?
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
2014 - 2015
Eens de eieren ontkalkt zijn halen we ze uit de azijn en bepalen we het gewicht van
ieder ei. Schrijf de gewichten in de tabel bij eerste massa.
Leg ei 1 voorzichtig in oplossing 1A.
Leg ei 2 voorzichtig in oplossing 2A.
Leg ei 3 voorzichtig in oplossing 3A.
Leg ei 4 voorzichtig in oplossing 4A.
Leg ei 5 voorzichtig in oplossing 5A.
Leg ei 11 en 12 in een blanco oplossing.
Weeg na een uur liggen in de oplossingen de eieren opnieuw en schrijf dit in tabel 1
bij eindmassa. We berekenen nu het verschil in massa.
Vervolgens berekenen we de hoeveelheid acetylsalicylzuur die er overgebleven is in
Onderzoeksverslag: Hoe beïnvloedt een geneesmiddel de osmose?
87
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
2014 - 2015
iedere vloeistof.
We koken de overgebleven vloeistof en wegen de hoeveelheid overgebleven vaste stof.
Schrijf dit in tabel 2.
2.6
Resultaten
Ei 1 (acetylsalicylzuur)
Ei 2 (acetylsalicylzuur)
Ei 3 (acetylsalicylzuur)
Ei 4 (acetylsalicylzuur)
Ei 5 (acetylsalicylzuur)
Ei 11 (blanco)
Ei 12 (blanco)
beginmassa
92,944
94,183
104,636
89,211
92,320
92,487
90,759
eindmassa
98,413
98,419
110,961
94,181
97,755
98,313
95,607
Verschil in massa
5,469
4,236
6,325
4,97
5,435
5,826
4,848
(Tabel 1)
Ei 1 (acetylsalicylzuur)
Ei 2(acetylsalicylzuur)
Ei 3(acetylsalicylzuur)
Ei 4 (acetylsalicylzuur)
Ei 5(acetylsalicylzuur)
Ei 6 (blanco)
Ei 7 (blanco)
Hoeveelheid
vaste stof voor
het ei in de
oplossing heeft
gelegen (gram)
2,003
4,035
6,000
8,023
10,012
0,000
0,000
Hoeveelheid
vaste stof na
het ei in de
oplossing heeft
gelegen (gram)
2,145
9,222
18,763
23,817
26,507
2,446
0,622
Verschil in
hoeveelheid
vaste stof
(gram)
-0,142
-5,187
-12,763
-15,794
-16,495
-2,446
-0,622
(Tabel 2)
88
Onderzoeksverslag: Hoe beïnvloedt een geneesmiddel de osmose?
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
2.7
Resultaten omgezet in een grafiek
2.7.1
Het verschil in de massa van het ei
0 gram
5,187
2 gram
5,469
4 gram
4,236
6 gram
6,325
2014 - 2015
8 gram
4,97
10 gram
5,435
Verschil in massa van het ei [gram]
Massatoename van het ei
7
6
5
y = 0.0262x + 5.1395
R² = 0.0204
4
3
2
1
0
0
2
4
6
8
10
12
Beginhoeveelheid vaste stof [gram]
Grafiek 1
2.7.2
Het verschil in hoeveelheid vaste stof
Ei 1
0,142
Ei 2
5,187
Ei 3
12,763
Ei 4
15,794
Ei 5
16,495
20
y = 4.3313x - 2.9177
R² = 0.9209
Verschil in hoeveelheid vaste stof
[gram]
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
ei 1
ei 2
ei 3
ei 4
ei 5
Grafiek 2
Onderzoeksverslag: Hoe beïnvloedt een geneesmiddel de osmose?
89
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
2.8
2014 - 2015
Conclusie en besluit
Op basis van de massatoename van het ei kunnen we besluiten dat er osmose heeft
plaatsgevonden.
Uit grafiek 1 is af te leiden dat de toename in massa van het ei bijna onafhankelijk is
van de concentratie van acetylsalicylzuur. De trendlijn is bijna vlak en de R-kwadraat
benadert de nulwaarde (= geen verband).
Grafiek 2 toont aan dat de hoeveelheid vaste stof, nadat het ei in de oplossing heeft
gelegen, stijgt met de concentratie van acetylsalicylzuur. De trendlijn is stijgend en de
R- kwadraat benadert de "1"- waarde (= duidelijk verband).
Er zijn dus duidelijk "stoffen" vanuit het ei overgegaan in de oplossing.
We denken hierbij aan volgende stoffen:
reactieproducten van acetylsalicylzuur met de buitenkant van het ei
resten van de eierschaal
eventuele "lekken" die zijn ontstaan in de celmembranen door een
reactie met het acetylsalicylzuur.
We hebben dus de hypothese niet kunnen aantonen. Onverwachte en ongekende
reacties ter hoogte van het ei zorgden ervoor dat we niet hebben kunnen aantonen
dat er meer acetylsalicylzuur wordt opgenomen bij een hogere concentratie.
90
Onderzoeksverslag: Hoe beïnvloedt een geneesmiddel de osmose?
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
2014 - 2015
Bijlage 3: onderzoeksplan 2
3
Wat is de invloed van de pH en de temperatuur op de
werking van het enzym katalase?
3.1
Hypothese
Een pH groter of kleiner dan 7 vertraagt de werking van het enzym katalase. Bij een
temperatuur van ongeveer 37°C zal het enzym katalase optimaal werken.
3.1.1
Katalase
zal
bij
een
bepaalde
pH
waarde
optimaal
werken.
Een enzym houdt alleen zijn ruimtelijke structuur in stand als de pH waarde
optimaal is. Wanneer er een verandering van de pH is, is er een kans dat het
actief centrum (b) vervormd geraakt zodat er geen enzym-substraatcomplex
(d) kan gevormd worden.
3.1.2
Katalase zal bij een bepaalde temperatuur optimaal werken. 37°C lijkt een
waarschijnlijk optimum omdat het onze lichaamstemperatuur is en
in
ons lichaam bevinden zich veel enzymen.
Onderzoeksplan: Wat is de invloed van de temperatuur en de pH op het enzym katalase?
91
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
3.2
2014 - 2015
Aanpak
In de eerste stap wordt bij een vaste temperatuur (37°C lichaamstemperatuur) en bij
variatie van de pH de reactiegraad van de katalase gemeten. Vervolgens wordt een
gelijkaardig experiment overgedaan; hierbij wordt bij een vaste pH waarde van 7 de
reactiegraad gemeten bij 0°C, 20°C, 37°C, 50°C en 70°C. We meten de reactiegraad
door de hoogte van de ontstane schuimlagen te meten.
3.3
Theorie
3.3.1
Wat zijn enzymen?
Enzymen zijn eiwitten die bepaalde reacties versnellen zonder daarbij zelf verbruikt
te worden. Ze worden ook wel Biokatalysatoren genoemd. Enzymen zijn grote
eiwitten met een bepaalde ruimtelijke structuur (meestal bolvormig).
3.3.2
Hoe werkt een enzym?
De stof die door een enzym wordt omgezet heet substraat. Enzymen zijn vaak
specifiek voor hun substraat, meestal bindt een enzym maar aan één substraat. Het
enzym en het substraat vormen samen het enzym-substraat complex. Vervolgens
vindt de reactie plaats, de producten laten los van het enzym. Het enzym kan dan
weer opnieuw het substraat binden. Het actieve centrum van een enzym is de plaats
waar het enzym in contact komt met het substraat.
92
Onderzoeksplan: Wat is de invloed van de temperatuur en de pH op het enzym katalase?
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
3.3.3
2014 - 2015
Wat is katalase?
Katalase (= peroxidase) is een enzym dat waterstofperoxide (H2O2) omzet in water
en zuurstofgas. Ze versnellen deze ontledingsreactie.
reactie: 2H2O2 --> O2+ 2H2O
Katalase neutraliseert het schadelijke waterstofperoxide.
Waterstofperoxide kan in zeer geconcentreerde vorm de huid, ogen, haar, textiel,
hout,... aantasten.
3.4
Bronnen
GRINT, LG., Enzymen in actie, hogeschool van Utrecht, specialisten in
leerprocessen SLO, internet, september 1999,
(http://wetche.cmbi.ru.nl/vwo/enzymen/eia.html).
VREEDENBURGH, RV., Ontleden van waterstofperoxide (H2 O2), internet,1 februari
2013, (http://www.webklik.nl/user_files/2013_02/465948/Herschreven_verslag-2.pdf).
VINK, MDV., Wat zijn enzymen?, VIDA, internet, 2009,
(http://www.ziekdoorvoeding.nl/enzymen.php).
BERDI, B., Het enzym katalase uit een aardappel, internet, 1 augustus 2001,
(http://www.scholieren.com/proef/2680).
Onderzoek naar het enzym peroxidase, internet,
word document,
(www.fi.uu.nl/bps/lessen/breulprofielmiddag/peroxidase.doc).
Onderzoeksplan: Wat is de invloed van de temperatuur en de pH op het enzym katalase?
93
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
3.5
3.5.1
2014 - 2015
Materiaal
Invloed van pH op de werking van het enzym katalase
- 20 reageerbuizen (diameter van 2,7 cm)
- reageerbuisrek
- 80 g rauwe aardappel
- mes
- citroenzuur (0,1 mol/l)
- K2HPO4 (0,2 mol/l)
- boorzuur (0,2 mol/l)
- NaOH (0,2mol/l)
- waterstofperoxide van 3% (H2O2)
- PH- meter
- stopwatch
- pipet
- alcoholstift
- rasp
- maatbeker
- maatbeker voor warmwaterbad (37°C)
- thermometer
3.5.2
Invloed van temperatuur op de werking van het enzym katalase
-6 reageerbuizen (diameter van 2,7 cm)
-reageerbuisrek
-20 g rauwe aardappel
-mes
-waterstofperoxide van 3%
-maatcilinder 10 ml
-bekerglas met smeltende ijsblokjes (0°C)
-4 waterbaden (20°C, 37°C, 50°C en 70°C)
-5 thermometers
94
Onderzoeksplan: Wat is de invloed van de temperatuur en de pH op het enzym katalase?
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
2014 - 2015
-alcoholstift
-rasp
3.6
Methode
3.6.1
Invloed van pH op de werking van het enzym katalase
3.6.1.1
Vooronderzoek
Maken van de juiste concentraties van volgende stoffen:
Citroenzuur (0,1 mol/l)
K2HPO4 (0,2 mol/l)
Boorzuur (0,2 mol/l)
NaOH (0,2 mol/l)
3.6.1.2
Werkwijze
Los 1,92 g citroenzuur op in gedemineraliseerd water en leng aan tot 100 ml.
Herhaal dit voor K2HPO4 (3,48 g), boorzuur (1,24 g) en voor NaOH (0,80 g).
3.6.1.3
Proefopstelling
Om de betrouwbaarheid van de proef te vergroten voeren we de proef per
zuurtegraad twee keer uit (2 reageerbuizen per pH-waarde).
We nummeren de buizen (1 keer van 1a -10a en 1keer van 1b - 10b) en plaatsen ze
in een reageerbuisrek.
Daarnaast beschikken we over een warmwaterbad op een temperatuur van 37 °C .
Onderzoeksplan: Wat is de invloed van de temperatuur en de pH op het enzym katalase?
95
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
3.6.1.4
2014 - 2015
Onafhankelijke variabele
We houden de temperatuur (37°C), de hoeveelheid aardappel, de hoeveelheden van
boorzuur, citroenzuur, H2O2, NaOH en K2HPO4 constant. We veranderen de pHwaarde.
3.6.1.5
Voorbereiding op het onderzoek
We raspen 80 g rauwe aardappel.
We brengen 100ml waterstofperoxide (H2O2) in een maatbeker.
Zet dit even opzij.
We maken bufferoplossingen (= oplossing van 2 stoffen waarvan de pH weinig of niet
verandert bij toevoeging van een zuur of een base) door de juiste hoeveelheden (in
ml) van citroenzuur en K2HPO4 bij elkaar te voegen waardoor de juiste pH ontstaat.
Doe de buffers in de juiste reageerbuizen.(zie tabel)
We herhalen dit voor boorzuur en NaOH. (zie tabel)
We controleren de uitgekomen pH- waardes met behulp van een pH- meter.
96
Onderzoeksplan: Wat is de invloed van de temperatuur en de pH op het enzym katalase?
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
Zuurtegraad
(pH)
Proefbuis 1
Proefbuis 2
Proefbuis 3
Proefbuis 4
Proefbuis 5
Proefbuis 6
Proefbuis 7
2,8
3,6
4,4
5,2
6,0
6,8
7,6
Zuurtegraad
(pH)
Proefbuis 8
Proefbuis 9
Proefbuis 10
8,4
9,2
10,0
2014 - 2015
citroenzuur
0,1 mol
(ml)
8,5
7,0
5,5
4,5
3,5
2,5
0,5
K2HPO4
0,2 mol
(ml)
1,5
3,0
4,5
5,5
6,5
7,5
9,5
Boorzuur
0.2 mol
(ml)
8,5
6,5
5,0
NaOH
0,2 mol
(ml)
1,5
3,5
5,0
Breng 5 ml oplossing uit proefbuis1a over naar proefbuis 1b zodat deze gelijk
verdeelt zijn.
Herhaal dit voor proefbuis 2 t.e.m 10.
3.6.1.6
Onderzoek
We starten het onderzoek met de proefbuizen 1 t.e.m. 5
Minuut 0
Minuut 1
Minuut 2
Minuut 3
Minuut 4
Zet proefbuizen 1a,1b, de geraspte aardappel en H2O2
in het warmwaterbad van 37°C
Zet de proefbuizen 2a en 2b in het warmwaterbad van
37°C
Zet de proefbuizen 3a en 3b in het warmwaterbad van
37°C
Zet de proefbuizen 4a en 4b in het warmwaterbad van
37°C
Zet de proefbuizen 5a en 5b in het warmwaterbad van
37°C
Onderzoeksplan: Wat is de invloed van de temperatuur en de pH op het enzym katalase?
97
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
Minuut 5
Minuut 6
Minuut 7
Minuut 8
Minuut 9
2014 - 2015
Controleer de pH in de proefbuizen 1a en 1b en schrijf
dit in de tabel. We voegen 5 ml waterstofperoxide en 4
gram geraspte aardappel in iedere proefbuis toe
geconditioneerd op 37°C.
Controleer de pH in de proefbuizen 2a en 2b en schrijf
dit in de tabel. We voegen 5 ml waterstofperoxide en 4
gram geraspte aardappel in iedere proefbuis toe
geconditioneerd op 37°C.
Controleer de pH in de proefbuizen 3a en 3b en schrijf
dit in de tabel. We voegen 5 ml waterstofperoxide en 4
gram geraspte aardappel in iedere proefbuis toe
geconditioneerd op 37°C.
Controleer de pH in de proefbuizen 4a en 4b en schrijf
dit in de tabel. We voegen 5 ml waterstofperoxide en 4
gram geraspte aardappel in iedere proefbuis toe
geconditioneerd op 37°C.
Controleer de pH in de proefbuizen 5a en 5b en schrijf
dit in de tabel. We voegen 5 ml waterstofperoxide en 4
gram geraspte aardappel in iedere proefbuis toe
geconditioneerd op 37°C.
Opgelet: De geraspte stukjes aardappel moeten gelijktijdig in de proefbuizen worden
gebracht.
Minuut 10
Minuut 11
Minuut 12
Minuut 13
Minuut 14
Meet de gevormde schuimkraag in proefbuizen 1a en
1b. Schrijf deze in onderstaande tabel.
Meet de gevormde schuimkraag in proefbuizen 2a en
2b. Schrijf deze in onderstaande tabel.
Meet de gevormde schuimkraag in proefbuizen 3a en
3b. Schrijf deze in onderstaande tabel.
Meet de gevormde schuimkraag in proefbuizen 4a en
4b. Schrijf deze in onderstaande tabel.
Meet de gevormde schuimkraag in proefbuizen 5a en
5b. Schrijf deze in onderstaande tabel.
We herhalen bovenstaand onderzoek voor de proefbuizen 6 t.e.m. 10 .
98
Onderzoeksplan: Wat is de invloed van de temperatuur en de pH op het enzym katalase?
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
2014 - 2015
3.6.1.7 Schets van onderzoek
Onderzoeksplan: Wat is de invloed van de temperatuur en de pH op het enzym katalase?
99
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
3.6.1.8
2014 - 2015
Verwerking proefresultaten
Zuurtegraad
pH
Na 5 min
Schuimlaag
proefbuis a
(in cm)
Na 5 min
Schuimlaag
proefbuis b
(in cm)
Gemiddelde
schuimlaag
(in cm)
Proefbuis 1
Proefbuis 2
Proefbuis 3
Proefbuis 4
Proefbuis 5
Proefbuis 6
Proefbuis 7
Proefbuis 8
Proefbuis 9
Proefbuis 10
Vervolgens berekenen we de gemiddelde hoogte van de schuimlagen (in cm). We
zetten de uitgekomen resultaten om in een lijngrafiek.
Enzymactiviteit
katalase
(gemiddelde
schuimlaag)
pH
100
Onderzoeksplan: Wat is de invloed van de temperatuur en de pH op het enzym katalase?
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
3.6.2
2014 - 2015
Invloed van temperatuur op de werking van het enzym katalase
3.6.2.1 Proefopstelling
We nummeren de buizen (van 1-10), die we in een reageerbuisrek plaatsen.
We maken 4 warmwaterbaden (20°C, 37°C, 50°C, 70°C) en 1 ijsbad (+/- 0°C) klaar.
3.6.2.2 Onafhankelijke variabele
We houden de pH, hoeveelheid aardappel, grootte van de proefbuis en de
hoeveelheden in ml constant. We gebruiken verschillende temperaturen (0°C, 20°C,
50°C, 37°C en 70°C).
Onderzoek
We raspen 20 gram rauwe aardappel.
Doe in proefbuizen 1 t.e.m.5 4 gram geraspte aardappel en in proefbuizen 6 t.e.m.10
5 ml waterstofperoxide (H2O2).
Minuut 0
Minuut 1
Minuut 2
Minuut 3
Minuut 4
Zet proefbuizen 1 en 6 in het
bekerglas met de smeltende
ijsblokjes (+/- 0°C)
Zet de proefbuizen 2 en 7 in het
waterbad van 20°C
Zet de proefbuizen 3 en 8 in het
waterbad van 37°C
Zet de proefbuizen 4 en 9 in het
waterbad van 50°C
Zet de proefbuizen 5 en 10 in
het waterbad van 70°C
Onderzoeksplan: Wat is de invloed van de temperatuur en de pH op het enzym katalase?
101
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
Minuut 5
Minuut 6
Minuut 7
Minuut 8
Minuut 9
Minuut 10
Minuut 11
Minuut 12
Minuut 13
Minuut 14
102
2014 - 2015
We gieten het waterstofperoxide
van proefbuis 6 bij de 4g
geraspte aardappel van
proefbuis 1.
We gieten het waterstofperoxide
van proefbuis 7 bij de 4g
geraspte aardappel van
proefbuis 2
We gieten het waterstofperoxide
van proefbuis 8 bij de 4g
geraspte aardappel van
proefbuis 3
We gieten het waterstofperoxide
van proefbuis 9 bij de 4g
geraspte aardappel van
proefbuis 4
We gieten het waterstofperoxide
van proefbuis 10 bij de 4g
geraspte aardappel van
proefbuis 5
Meet de schuimkraag van
proefbuis 1 en 6. Schrijf deze in
onderstaande tabel.
Meet de schuimkraag van
proefbuis 7 en 2. Schrijf deze in
onderstaande tabel.
Meet de schuimkraag van
proefbuis 8 en 3. Schrijf deze in
onderstaande tabel.
Meet de schuimkraag van
proefbuis 9 en 4. Schrijf deze in
onderstaande tabel.
Meet de schuimkraag van
proefbuis 10 en 5. Schrijf deze
in onderstaande tabel.
Onderzoeksplan: Wat is de invloed van de temperatuur en de pH op het enzym katalase?
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
2014 - 2015
3.6.2.3 Schets van het onderzoek
Onderzoeksplan: Wat is de invloed van de temperatuur en de pH op het enzym katalase?
103
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
3.6.2.4
2014 - 2015
Verwerking van het onderzoek
Temperatuur (°C)
Schuimhoogte (cm)
Proefbuis 1
Proefbuis 2
Proefbuis 3
Proefbuis 4
Proefbuis 5
Proefbuis 6
Proefbuis 7
Proefbuis 8
Proefbuis 9
Proefbuis 10
Als we de schuimhoogte hebben gemeten bij iedere temperatuur kunnen we
onze gegevens uit de tabel in een lijngrafiek zetten.
Activiteit enzym
katalase
(schuimhoogte)
Temperatuur (°C)
104
Onderzoeksplan: Wat is de invloed van de temperatuur en de pH op het enzym katalase?
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
3.7
Tijdsplan
3.7.1
Voorbereiding van de proef
2014 - 2015
Het maken van de buffers duurt ongeveer 2 uur.
3.7.2
Uitvoering van de proef
Voor de uitvoering van de proeven heb ik telkens ongeveer 2 uur nodig.
3.7.3
Verwerking proefresultaten
2 uren volstaan.
3.8
Veiligheid
3.8.1
Algemeen
Omgaan met chemische stoffen brengt altijd risico's mee. Hierbij is het belangrijk
jezelf en andere te beschermen. Het dragen van een labo jas is verplicht. Eten en
drinken is absoluut verboden.
3.8.2
Citroenzuur
3.8.2.1
Gevaarsymbolen
3.8.2.2
Risico's
Irriterend voor ogen, ademhalingswegen en huid
Onderzoeksplan: Wat is de invloed van de temperatuur en de pH op het enzym katalase?
105
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
3.8.2.3
2014 - 2015
Voorzorgsmaatregelen
- veiligheidsbril dragen
- stof niet inademen
- aanraking met ogen en huid vermijden
- verdunnen, in de spoelbak gieten en met water naspoelen
3.8.2.4
R- zinnen
R 36/37/38
3.8.2.5
S- zinnen
S24/25
3.8.2.6
A- zinnen
A1
3.8.3
Waterstofperoxide
3.8.3.1
Gevaarsymbolen
3.8.3.2
Risico's
- Bevordert de verbranding van brandbare stoffen
- Veroorzaakt brandwonden
106
Onderzoeksplan: Wat is de invloed van de temperatuur en de pH op het enzym katalase?
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
3.8.3.3
2014 - 2015
Voorzorgsmaatregelen
- In geval van ongeval onmiddellijk arts raadplegen
- Na contact met ogen of huid onmiddellijk afspoelen
- Draag geschikte beschermende kleding en een beschermingsmiddel voor de
ogen/voor het gezicht
- Verdunnen, in de spoelbak gieten en met water naspoelen
3.8.3.4
R- zinnen
R34
3.8.3.5
S- zinnen
S28, S36/37/39, S45
3.8.3.6
A- zinnen
A1
3.8.4
3.8.4.1
Boorzuur
Voorzorgsmaatregel
- verdunnen, in de spoelbak gieten en naspoelen
3.8.4.2
A- zinnen
A1
3.8.5
NaOH
3.8.5.1
Gevaarsymbolen
Onderzoeksplan: Wat is de invloed van de temperatuur en de pH op het enzym katalase?
107
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
3.8.5.2
2014 - 2015
Risico's
Veroorzaakt ernstige brandwonden
3.8.5.3
Voorzorgsmaatregelen
- Neutraliseren (6 ≤ pH ≤ 8), in de spoelbak gieten en naspoelen
- Achter slot en buiten bereik van kinderen bewaren
- Bij aanraking met de ogen onmiddellijk met overvloedig water afspoelen en
deskundig medisch advies inwinnen.
- Draag geschikte handschoenen en een beschermingsmiddel voor de ogen/ voor het
gezicht
- In geval van ongeval of indien men zich onwel voelt onmiddellijk een arts
raadplegen (indien mogelijk hem dit etiket tonen).
3.8.5.4
R- zinnen
R35
3.8.5.5
S- zinnen
(1/2-)26- 37/39-45
3.8.5.6
A- zinnen
A2
3.9
Besluit
Na het meten van de schuimlagen kunnen we besluiten bij welke temperatuur en bij
welke pH- waarde de katalase reactie maximaal is.
Bij een temperatuur van............°c en bij een pH van ........ is de schuimlaag het
hoogst.
108
Onderzoeksplan: Wat is de invloed van de temperatuur en de pH op het enzym katalase?
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
2014 - 2015
Bijlage 4: onderzoeksverslag 2
4
Wat is de invloed van de pH en de temperatuur op de
werking van het enzym katalase?
4.1
Inleiding
Enzymen zijn eiwitten die bepaalde reacties versnellen zonder daarbij zelf verbruikt
te worden. Ze worden ook wel bio-katalysatoren genoemd.
Katalase (= peroxidase) is een enzym dat waterstofperoxide (H2O2) omzet in water
en zuurstofgas. Ze versnellen deze ontledingsreactie.
2H 2O2  O2  2H 2O
Katalase neutraliseert het schadelijke waterstofperoxide.
4.2
Doel
De optimale pH waarde en temperatuur bepalen van het enzym katalase.
4.3
Hypothese
Een pH groter of kleiner dan 7 vertraagt de werking van het enzym katalase. Bij een
temperatuur van ongeveer 37°C zal het enzym katalase optimaal werken.
Onderzoeksverslag: Wat is de invloed van de temperatuur en de pH op het enzym katalase?
109
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
4.3.1
Katalase
zal
bij
een
bepaalde
pH
2014 - 2015
waarde
optimaal
werken.
Een enzym houdt alleen zijn ruimtelijke structuur in stand als de pH waarde
optimaal is. Wanneer er een verandering van de pH is, is er een kans dat het
actief centrum (b) vervormd geraakt zodat er geen enzym-substraatcomplex
(d) kan gevormd worden.
4.3.2
Katalase zal bij een bepaalde temperatuur optimaal werken. 37°C lijkt een
waarschijnlijk optimum omdat het onze lichaamstemperatuur is en
in
ons lichaam bevinden zich veel enzymen
110
Onderzoeksverslag: Wat is de invloed van de temperatuur en de pH op het enzym katalase?
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
4.4
Materiaal
4.4.1
Invloed van pH op de werking van het enzym katalase
2014 - 2015
- 20 reageerbuizen (diameter van 2,7 cm)
- reageerbuis
- 80 g rauwe aardappel
- citroenzuur (0,1 mol/l)
- K2HPO4 (0,2 mol/l)
- boorzuur (0,2 mol/l)
- NaOH (0,2 mol/l)
- waterstofperoxide van 3% (H2O2)
- Ph- meter
- stopwatch
- pipet
- alcoholstift
- mes
- rasp
- maatbeker
- maatbeker voor warmwaterbad (37°C)
- thermometer
Onderzoeksverslag: Wat is de invloed van de temperatuur en de pH op het enzym katalase?
111
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
4.4.2
2014 - 2015
Invloed van temperatuur op de werking van het enzym katalase
- 6 reageerbuizen (diameter van 2,7 cm)
- reageerbuisrek
- 20 g rauwe aardappel
- mes
- waterstofperoxide 3%
- bekerglas met smeltende ijsblokjes (0°C)
- 4 waterbaden (20°C, 37°C, 50°C en 70°C)
- 5 thermometers
- alcoholstift
- rasp
4.5
Werkwijze
4.5.1
Invloed van pH op de werking van het enzym katalase
4.5.1.1
Proefopstelling
Om de betrouwbaarheid van de proef te vergroten voeren we de proef twee keer uit
(2 reageerbuizen per pH- waarde).
We nummeren de buizen (1 keer van 1a-10a en 1 keer van 1b-10b) en plaatsen ze in
een reageerbuisrek.
Daarnaast beschikken we over een warmwaterbad op een temperatuur van 37°C.
We zetten een proefopstelling klaar voor het meten van de hoogte van de
schuimkraag. (de hoogte van de schuimkraag is een maat voor de reactiegraad).
112
Onderzoeksverslag: Wat is de invloed van de temperatuur en de pH op het enzym katalase?
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
4.5.1.2
2014 - 2015
Voorbereiding op het onderzoek
We raspen 80 g rauwe aardappel.
We brengen 100 ml waterstofperoxide (H2O2) in een maatbeker.
We zetten dit even opzij.
We maken bufferoplossingen (= oplossing van 2 stoffen waarvan de pH weinig of niet
verandert bij toevoeging van een zuur of een base) door de juiste hoeveelheden (in
ml) van citroenzuur en K2HPO4 bij elkaar te voegen waardoor de juiste pH ontstaat.
Doe de buffers in de juiste reageerbuizen.(zie tabel)
We herhalen dit voor boorzuur en NaOH. (zie tabel)
Onderzoeksverslag: Wat is de invloed van de temperatuur en de pH op het enzym katalase?
113
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
2014 - 2015
Verwachte
citroenzuur
K2HPO4
zuurtegraad
0,1 mol
0,2 mol
(pH)
(ml)
(ml)
Proefbuis 1
2,8
8,5
1,5
Proefbuis 2
3,6
7,0
3,0
Proefbuis 3
4,4
5,5
4,5
Proefbuis 4
5,2
4,5
5,5
Proefbuis 5
6,0
3,5
6,5
Proefbuis 6
6,8
2,5
7,5
Proefbuis 7
7,6
0,5
9,5
Verwachte
Boorzuur
NaOH
zuurtegraad
0.2 mol
0,2 mol
(pH)
(ml)
(ml)
Proefbuis 8
8,4
8,5
1,5
Proefbuis 9
9,2
6,5
3,5
Proefbuis 10
10,0
5,0
5,0
Breng 5 ml oplossing uit proefbuis 1a over naar proefbuis 1b zodat deze gelijk
verdeeld zijn.
Herhaal dit voor proefbuis 2 t.e.m. 10.
4.5.1.3
Onderzoek
We starten het onderzoek met de proefbuizen 1 t.e.m. 5
Minuut 0
Zet proefbuizen 1a,1b, de geraspte aardappel en H2O2 in het
warmwaterbad van 37°C
114
Minuut 1
Zet de proefbuizen 2a en 2b in het warmwaterbad van 37°C
Minuut 2
Zet de proefbuizen 3a en 3b in het warmwaterbad van 37°C
Minuut 3
Zet de proefbuizen 4a en 4b in het warmwaterbad van 37°C
Minuut 4
Zet de proefbuizen 5a en 5b in het warmwaterbad van 37°C
Minuut 5
Controleer de pH in de proefbuizen 1a en 1b en schrijf dit in de
tabel. We voegen 5 ml waterstofperoxide en 4 gram geraspte
aardappel in iedere proefbuis toe geconditioneerd op 37°C.
Onderzoeksverslag: Wat is de invloed van de temperatuur en de pH op het enzym katalase?
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
Minuut 6
Minuut 7
Minuut 8
Minuut 9
Minuut 10
Minuut 11
Minuut 12
Minuut 13
Minuut 14
2014 - 2015
Controleer de pH in de proefbuizen 2a en 2b en schrijf dit in de
tabel. We voegen 5 ml waterstofperoxide en 4 gram geraspte
aardappel in iedere proefbuis toe geconditioneerd op 37°C.
Controleer de pH in de proefbuizen 3a en 3b en schrijf dit in de
tabel. We voegen 5 ml waterstofperoxide en 4 gram geraspte
aardappel in iedere proefbuis toe geconditioneerd op 37°C.
Controleer de pH in de proefbuizen 4a en 4b en schrijf dit in de
tabel. We voegen 5 ml waterstofperoxide en 4 gram geraspte
aardappel in iedere proefbuis toe geconditioneerd op 37°C.
Controleer de pH in de proefbuizen 5a en 5b en schrijf dit in de
tabel. We voegen 5 ml waterstofperoxide en 4 gram geraspte
aardappel in iedere proefbuis toe geconditioneerd op 37°C.
Meet de gevormde schuimkraag in proefbuizen 1a en 1b. Schrijf
deze in de tabel (zie hoofdstuk 1.6.1).
Meet de gevormde schuimkraag in proefbuizen 2a en 2b. Schrijf
deze in de tabel (zie hoofdstuk 1.6.1).
Meet de gevormde schuimkraag in proefbuizen 3a en 3b. Schrijf
deze in de tabel (zie hoofdstuk 1.6.1).
Meet de gevormde schuimkraag in proefbuizen 4a en 4b. Schrijf
deze in de tabel (zie hoofdstuk 1.6.1).
Meet de gevormde schuimkraag in proefbuizen 5a en 5b. Schrijf
deze in de tabel (zie hoofdstuk 1.6.1).
We herhalen bovenstaand onderzoek voor de proefbuizen 6 t.e.m. 10.
Invloed van temperatuur op de werking van het enzym katalase
4.5.2
4.5.2.1
Proefopstelling
We nummeren de buizen (van 1-10), die we in een reageerbuisrek plaatsen.
We
maken
4
warmwaterbaden
(20°C,
37°C,
50°C,
70°C)
en
1
ijsbad
(+/- 0°C) klaar.
4.5.2.2
Onderzoek
We raspen 20 gram rauwe aardappel.
Doe in proefbuizen 1 t.e.m. 5 4 gram geraspte aardappel en in
proefbuizen 6 t.e.m. 10 5 ml waterstofperoxide (H2O2).
Onderzoeksverslag: Wat is de invloed van de temperatuur en de pH op het enzym katalase?
115
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
Minuut 0
Minuut 1
Minuut 2
Minuut 3
Minuut 4
Minuut 5
Minuut 6
Minuut 7
Minuut 8
Minuut 9
Minuut 10
Minuut 11
Minuut 12
Minuut 13
Minuut 14
116
2014 - 2015
Zet proefbuizen 1 en 6 in het
bekerglas met de smeltende
ijsblokjes (+/- 0°C)
Zet de proefbuizen 2 en 7 in het
waterbad van 20°C
Zet de proefbuizen 3 en 8 in het
waterbad van 37°C
Zet de proefbuizen 4 en 9 in het
waterbad van 50°C
Zet de proefbuizen 5 en 10 in het
waterbad van 70°C
We gieten het waterstofperoxide van
proefbuis 6 bij de 4g geraspte
aardappel van proefbuis 1.
We gieten het waterstofperoxide van
proefbuis 7 bij de 4g geraspte
aardappel van proefbuis 2
We gieten het waterstofperoxide van
proefbuis 8 bij de 4g geraspte
aardappel van proefbuis 3
We gieten het waterstofperoxide van
proefbuis 9 bij de 4g geraspte
aardappel van proefbuis 4
We gieten het waterstofperoxide van
proefbuis 10 bij de 4g geraspte
aardappel van proefbuis 5
Meet de schuimkraag van proefbuis 1.
Schrijf deze in de tabel
(zie hoofdstuk 1.6.2).
Meet de schuimkraag van proefbuis 2.
Schrijf deze in de tabel
(zie hoofdstuk 1.6.2).
Meet de schuimkraag van proefbuis 3.
Schrijf deze in de tabel
(zie hoofdstuk 1.6.2).
Meet de schuimkraag van proefbuis 4.
Schrijf deze in de tabel
(zie hoofdstuk 1.6.2).
Meet de schuimkraag van proefbuis 5.
Schrijf deze in de tabel
(zie hoofdstuk 1.6.2).
Onderzoeksverslag: Wat is de invloed van de temperatuur en de pH op het enzym katalase?
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
2014 - 2015
4.6
Resultaten
4.6.1
Invloed van de pH op de werking van het enzym katalase
Gemeten
zuurtegraad
pH
Proefbuis 1
Proefbuis 2
Proefbuis 3
Proefbuis 4
Proefbuis 5
Proefbuis6
Proefbuis7
Proefbuis 8
Proefbuis 9
Proefbuis 10
3,09
3,95
5,04
5,93
6,95
7,16
8,20
8,22
9,48
10,42
Na 5 min
schuimlaag
proefbuis a
(in cm)
0,5
1,5
2,3
2,5
4,0
2,5
2,5
2,5
2,0
1,5
Na 5 min
schuimlaag
proefbuis b
(in cm)
0,5
1,6
2,2
3,0
4,5
3,0
3,0
2,0
2,5
1,0
Gemiddelde
schuimlaag
(in cm)
0,50
1,55
2,25
2,75
4,25
2,75
2,50
2,25
2,25
1,25
Punten
in
grafiek
A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
Vervolgens berekenen we de gemiddelde hoogte van de schuimlagen (in
cm). We zetten de uitgekomen resultaten om in een lijngrafiek.
Enzymactiviteit
katalase
(gemiddelde
schuimlaag in
cm)
pH
Onderzoeksverslag: Wat is de invloed van de temperatuur en de pH op het enzym katalase?
117
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
4.6.2
2014 - 2015
Invloed van de temperatuur op de werking van het enzym
katalase
Temperatuur (°C)
Proefbuis 1
Proefbuis 2
Proefbuis3
Proefbuis 4
Proefbuis 5
0
20
37
50
70
Schuimhoogte (cm)
2,0
2,5
5,0
0,5
0,3
Punten in
grafiek
A
B
C
D
E
Als we de schuimhoogte hebben gemeten bij iedere temperatuur kunnen we
onze gegevens uit de tabel in een lijngrafiek zetten.
Enzymactiviteit katalase
(schuimhoogte in cm)
Temperatuur (°C)
118
Onderzoeksverslag: Wat is de invloed van de temperatuur en de pH op het enzym katalase?
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
4.7
2014 - 2015
Conclusie en nabespreking
Op basis van de hoogte van de schuimlaag kunnen we besluiten bij welke
temperatuur en
bij
welke
pH
waarde
de
katalase
reactie
maximaal
is.
Uit de proef blijkt dat bij een temperatuur van 37°C en bij een pH-waarde van 7 de
schuimlaag het hoogst is. Dit is volledig in overeenstemming met mijn hypothese.
We kunnen veronderstellen dat de ruimtelijke structuur van het enzym katalase wordt
beïnvloed door de pH waarde en de temperatuur. De ruimtelijke structuur is van
belang, want die bepaalt de vorm van het actieve centrum. Het actieve centrum is de
plaats waar het substraat aan het enzym wordt gebonden. Als het substraat niet past
in het actieve centrum, wordt het enzym-substraat-complex moeilijk of niet gevormd
en is het enzym slecht of niet werkzaam. De pH waarde en de temperatuur
beïnvloeden de ruimtelijke structuur van een enzym. Voor elk enzym bestaat er dus
een optimale pH-waarde en een optimale temperatuur.
Onderzoeksverslag: Wat is de invloed van de temperatuur en de pH op het enzym katalase?
119
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
2014 - 2015
Bijlage 5: wiskunde opdracht
5
wiskunde
5.1
Exploreren
5.1.1
Vraag:
Een patiënt krijgt éénmalig 700 mg van een bepaald geneesmiddel
toegediend. De hoeveelheid geneesmiddel neemt in zijn lichaam dagelijks
exponentieel af met 12%.
a) Met welke snelheid (in mg per uur) wordt het geneesmiddel direct na
inname in het lichaam afgebroken?
b) Wat is de snelheid 12u later?
5.1.2
Grafiek
Hoeveelheid = b  a t
Gemiddelde snelheid in 1e uur:
1
24
H (1)  H (0) (700  0,88 )  (700  0,880 )

 3,718mg / uur
1
1
Gemiddelde snelheid in eerste halfuur:
H (0,5)  H (0) (700  0,88

0,5
0,5
24
)  (700  0,88 0 )
 3,723mg / uur
1
Hoeveelheid
geneesmiddel
(mg)
700
Tijd (uur)
t =0
Wiskunde opdracht
121
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
5.2
2014 - 2015
Mathematiseren
Als wiskundig model verwachten we een vergelijking van een exponentieel dalende
functie.
Een exponentiële functie heeft f(x)= b  a x als voorschrift.
Omdat het een afname is, is het een dalende grafiek en zal a < 1.
we gaan een variabele zien in de tijd en de hoeveelheid geneesmiddel.
Een vergelijking van de evolutie van de hoeveelheid geneesmiddel in functie van de
tijd.
5.3
Berekenen
We stellen eerst een vergelijking op.
De algemene vergelijking van exponentiële functie is: f(x) = b  a x
Op t = 0 is er 700 mg in het lichaam.
12% van 700 =
12
 700  84
100
Dus op t = 24 is er (700 mg - 84 mg ) = 616 mg in het lichaam.
Er is een procentuele afname van 12 dus: 1 
De vergelijking is dus: f ( x)  700  0,88
5.3.1
p
12
 0,88
= 1
100
100
x
24
Berekenen met welke snelheid (in mg per uur) het geneesmiddel
direct na inname in het lichaam wordt afgebroken.
de snelheid berekenen we door de eerste afgeleide te nemen.
Formule: D(a f ( x ) )  ln a  a f ( x )  D( f ( x))
x
Dus: f ( x)  700  0,88 24  ln 0,88 
direct na inname is x  0
f ( x)  700  0,88 0  ln 0,88 
f ( x)  700  ln 0,88 
f ( x)  3,73mg / uur
122
1
24
1
24
1
24
wiskunde opdracht
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
5.3.2
2014 - 2015
Berekenen wat de snelheid is na 12 uur
We schrijven 12 op de plaats van x
12
24
 ln 0,88 
1
24
1
1
f ( x)  700  0,88 2  ln 0,88 
24
f ( x)  3,50mg / uur
f ( x)  700  0,88
5.3.3
Conclusie
De snelheid waarmee het geneesmiddel direct na de inname wordt afgebroken is 3,73 mg/uur.
De snelheid na 12 uur is -3,50 mg/uur.
5.4
Controleren
5.4.1
Controle op functievoorschrift
handmatig
5.4.2
t=0
700
t=24
616
t=48
542,08
Functievoorschrift
700  0,88
700  0,88
700  0,88
0
24
24
24
48
24
 700  1  700
 700  0,88  616
 700  0,88 2  542,08
Controle op berekeningen
Alle berekeningen zijn nagekeken en nagerekend met het grafisch rekenmachine.
De uitkomst is juist. Het is een afname, dus is het logisch dat ik een negatief getal
uitkom.
Wiskunde opdracht
123
Geïntegreerde proef – Studierichting Biotechnische Wetenschappen
5.4.3
2014 - 2015
Controle met behulp van de grafiek
Grafiek met functievoorschrift: f ( x)  700  0,88
x
24
Hoeveelheid
geneesmiddel
(mg)
Tijd (uur)
Ingezoomde grafiek met functievoorschrift: f ( x)  700  0,88
x
24
Hoeveelheid
geneesmiddel
(mg)
(0,700)
(24,616)
(48;542,08)
Tijd (uur)
124
wiskunde opdracht