Biologie H14 14.1 Continu transport Je leert de bouw en werking van je hart en door welke bloedvaten je bloed stroomt. Centrale begrippen: externe milieu, bloedplasma, bloedcellen, bloedvaten, dubbele bloedsomloop, hart, hartminuutvolume, grote bloedsomloop, kleine bloedsomloop. Eencelligen hebben geen moeite met het opnemen van zuurstof en afstaan van afvalstoffen, zij staan in tegenstelling tot jou 5*10^13 cellen rechtstreeks in contact met het externe milieu. Je longen, bloedvaten etc. zorgen voor import en export. Bloedplasma = waterige oplossing van organische en anorganische stoffen in je bloed. Bloedcellen = bloed – bloedplasma. Bloedcellen zijn de vaste bestandsdelen. Wij hebben te maken met een gesloten dubbele bloedsomloop. Het is gesloten omdat het bloed binnen bloedvaten blijft (bij alle gewervelden). Een open bloedsomloop, waarbij het bloed niet door bloedvaten stroomt, komt voor bij dieren die meer oppervlakte hebben t.o.v. inhoud (bv. vliegen). In tegenstelling tot vissen (Deze hebben een enkele bloedsomloop, het bloed gaat via het hart, naar de longen en naar de rest van het lichaam. Dit is koudbloedig en er is minder transport van o.a. zuurstof.) hebben mensen een dubbele bloedsomloop. De kleine bloedsomloop bestaat uit de longslagader, de longen en de longader. En de grote bloedsomloop (binas tabel 84A) bestaat o.a. uit de aorta, de holle aders, andere slagaders en aders en de bloedvaten. Eigenschap Arterie (slagader) Vene (ader) Cappillair (haarvaten) Wand - ondoorlaatbaar - ondoorlaatbaar - doorlaatbaar (binas 84C2) - stevige dikke - dun - superdun spierlaag Druk Hoog Laagst Lager Naam Waarnaar het bloed word Waarvandaan het bloed Onbenoemd getransporteerd wordt getransporteerd Poortader = darmen naar lever. 2 x holl ader = lichaam naar hart Kleppen Niet, behalve bij hart Overal, behalve bij hart Niet Per bloedsomloop komt het bloed 2 keer door het hart. Het hart bestaat uit twee afzonderlijke gedeeltes die beide bestaan uit een boezem met dunne wand en kamer met dikke wand. Hartminuutvolume = hoeveelheid bloed dat per minuut door het hart word rondgepompt, dit kan oplopen van 5 a 6 bij rust tot 20 liter bij inspanning. Voor de geboorte heeft het kind een embryonale bloedsomloop (binas 84B). Het kind krijgt zuurstofrijk bloed van de moeder door de ductus venosus, het bloedvat waarin de navelstrengader uitmondt. De navelstrengader heeft ook een aftakking naar de lever, de ductus hepaticus. Als het kind wordt geboren wordt de navelstreng afgeklemd, sluit het foramen ovale tussen de rechter en linker kamer zich, en de ductus Botalli verliest ook zijn functie. Het kind heeft nu zelf lucht in zijn longen en na een paar dagen sluit de ductus. De ductus Botalli en het foramen ovale zijn voor de geboorte aanwezig omdat de longblaasjes dicht zijn en zo het zuurstofrijke bloed toch in de rest van het lichaam komt. Uitzondering= Aorta lichaamsslagader 14.2 Met kloppend hart Je leert hoe een hartcyclus gaat en hoe de impulsgeleiding in het hart verloopt. Centrale begrippen: angina pectoris, atherosclerose, hartinfarct, harttonen, diastole, systole, prikkelgeleidingsysteem, ECG. Tijdens verouderen ontstaan beschadigingen in bloedvatwanden. Deze worden gerepareerd. Wanneer dit niet goed gebeurt dan blijven vetachtige stoffen achter de beschadigingen achter. Zo groeit zo’n plek, wat plaque heet. Dit veroorzaakt atherosclerose, vernauwing van de bloedvaten. Als deze vernauwing in de kransslagader voorkomt, kan angina pectoris, beklemmende pijn op de borst. Bij volledige verstopping van (een) tak(ken) volgt een levensbedreigende hartinfarct. Harttonen = per hartcyclus zijn 2 harttonen, door het sluiten van beide kleppen. De hartslag verloopt als volgt: eerst vullen de boezems en kamers zich, de diastole, de halvemaanvormige kleppen zijn gesloten. Dan begint de boezemsystole en wordt het bloed vanuit de boezems de kamers ingepompt. Dan sluiten de hartkleppen en gaan de halvemaanvormige kleppen open waardoor het bloed de longslagader en de aorta ingepompt, de kamersystole. Vervolgens begint het verhaal weer opnieuw. R P-top = boezemsystole P T QRS-top = kamersystole T-top = ontspannen kamer-spier Q S (binas tabel 27F) De SA-knoop vormt het begin van het prikkelgeleidingssysteem. De elektrische energie verspreidt over beide boezems, zodat beide gelijktijdig samentrekken. De impulsen berikeen de AV-knoop (atrio-ventrikel knoop = boezemkamer knoop). Deze ligt in de tussenwand onder de rechterboezem. Hier ontspringt een groep geleidingscellen die vanuit de kamers naar de hartpunt loopt kamersystole. Zenuwen eindigen in de SA-knoop zodat het hartritme kan versnellen en vertragen. ECG = elektrocardogram. Deze toont de hartslag van een persoon. Bij een gezond persoon zijn drie pieken te zien. 14.3 Het zit ‘m in het bloed Je leert de bouw en werking van hemoglobine en hoe EPO de vorming van rode bloedcellen regelt. Centrale begrippen: hemoglobine, heemgroep, plasma-eiwitten, rode beenmerg, fibrinogeen, fibrine, bloedarmoede. Kunstbloed maken is moeilijk omdat opgeloste hemoglobine maar 1 a 2 dagen mee gaat, terwijl de hemoglobine verpakt in menselijk bloed 120 dagen meegaat. Sikkelcelanemie ontstaat doordat bij lage zuurstofconcentratie in het bloed afwijkende hemoglobinemoleculen t.g.v. puntmutatie verkeerd vouwen. In rode bloedcellen zitten 200 tot 300 miljoen hemoglobinemoleculen. Deze bestaat uit een uiwit met vier heemgroepen wat elk 1 zuurstofmolecuul kan binden. Elke dag maken stamcellen je rode beenmerg 2*10^11 bloedcellen. Plasma eiwitten= Opgeloste stof in het bloedplasma. Binden en transporten stoffen zoals vetten en metalen en handhaven de colloïd osmotische waarde. Ook functioneren ze als antistoffen (binas 84K) Als een bloedvat raakt beschadigd hechten bloedplaatjes zich aan de binnenwand. Ook geven ze een plakkerige stof aan het bloedplasma af waardoor de bloedvatwand samentrekt. Er ontstaat een prop die bloedverlies voorkomt. Ook vindt chemische omzetting plaats. Het beschadigde weefsel geeft het enzym tromboplastine af, dit zet het trombinasecomplex op gang met behulp van fosfolipiden, die geleverd worden door de bloedplaatjes. Het trombinasecomplex stimuleert de pro-trombine omzetting naar trombine, en dit stimuleert op zijn beurt de omzetting van fibrinogeen in fibrine, welke fibrinedraden vormen. Deze vormen een netwerk van draden waarin ze bloedcellen en bloedplaatjes vangen. (binas 84O) De bloedvaatwand en het bloed bevatten remmers om trombus (bloedstolsel) bij elke ontstane wond tegen te gaan. Bloedarmoede = tekort aan erythropoiëtine (EPO) wat het aantal bloedcellen wat je produceert regelt. Bij extra ingespoten EPO lever je beter sportprestaties (doping) 14.4 In en om de bloedvaten Je leert hoe je bloeddruk kunt meten en hoe stoffen uitgewisseld worden. Centrale begrippen: weefselvloeistof, bovendruk, onderdruk, filtratie, resorptie, lymfevaten, lymfeknoppen. In deze paragraaf word ook het verschil behandelt tussen ader, slagader en bloedvat maar dat heb ik al behandeld in 14.1. De dunne laag van het bloedvat maakt ze uitermate geschikt voor het uitwisselen van stoffen met het weefselvloeistof. Het hart pompt bloed in de slagaders, de elastische wanden rekken uit. De druk van het bloed wordt tijdelijk verhoogt. Tijdens de kamersystole (14.2) is de bloeddruk het hoogst, je meet de bovendruk, tijdens de diastole het laagst, de onderdruk. Door een manchet om je bovenarm te doen kan je de bloeddruk meten. Via openingen tussen de cellen gaan water en opgeloste stoffen naar het weefselvloeistof. Roede bloedcellen blijven achter. De haarvatwanden in de hersenen sluiten beter aan, hierdoor is daar minder transport: de bloed-hersenbarrière. Door bloeddruk wordt bloedplasma het omringende weefsel in geperst, filtratie (binas 84G). Eiwitmoleculen zijn de groot om de haarvat wand te passeren, zo blijft de colloïd osmotische waarde verschillend en stroomt weefselvloeistof terug, resorptie. Bloedruk en colloïd osmotische waarde werken in tegengestelde richting, aan het begin van het haarvat is de bloeddruk hoger en is er instroom, aan het eind is de colloïd osmotische waarde hoger en is er netto transport naar binnen (binas 84G). In de aderen is de pompwerking van het hart niet meer van kracht en stroomt het bloed door spierbewegingen en kleppen naar het hart terug. Oedeem = toename druk van het weefselvloeistof, vocht ophoping in weefsel. Oorzaak: 1 te hoge bloeddruk, 2 parisitaire wormpjes in lymfevaten (foto kindje met dikke benen elefantiasis) 3 te weinig eiwit in je bloed (honger oedeem) 2 liter plasma verdwijnt per dag in de lymfevaten (BINAS 84N), als dit niet zou gebeuren ontstaat oedeem). Het vatennet begint tussen de cellen. Lymfe is een kleurloze vloeistof wat ook zouten, hormonen, antistoffen etc. bevat. De stroming komt tot stand door samentrekking van spieren en kleppen. In de ondersleutelbeenaders komt de lymfe in de bloedsomloop. De lymfeknoppen (binas 84N) ruimen ongewenste stoffen en ziekteverwekkers in lymfe op. Als er veel te bestrijden is (bv. Pfeiffer), zwellen ze op, dit is goed te voelen. 14.5 In en uit, uit en in Je leert hoe je bloed zuurstof en koolstofdioxide vervoert. Centrale begrippen: hemoglobine en oxigenatie. Dankzij hemoglobine kan je bloed 70 keer zoveel zuurstof bevatten. De bindingsreactie tussen hemoglobine en zuurstof is in evenwicht: Hb + O2 HbO2 (oxihemoglobine). Deze binding is een speciaal type binding, een oxigenatie. De zuurstof raakt gemakkelijk weer los. Bij hoge zuustofdruk (pO2)in je longen bindt de zuurstof aan de hemoglobine, en bij lage druk, in je spieren, laat het makkelijk weer los. Als CO2 in bloed komt na verbranding, onstaat H+ door de volgende reacties: CO2 + H2O H2CO3 wat weer leidt tot H2CO3 HCO3- + H+ De H+ en de CO2 druk (pH en pCO2) is nu hoog in het bloed en concurreren met de O2 om het plekje op de hemoglobine. De koolstofdioxide of waterstof binden aan Hb. Hierdoor veranderd de ruimtelijke structuur van het moleculen en laat zuurstof los. (zie ook binas tabel 83D, zuurstofverzadiging) !p = - log (pH), p = partiële gasdruk! Bohr-effect = koolstofdioxide drijft zuurstof van de hemoglobine af. (binas 83E) Als CO2 in het bloed komt, lost 5% op, de rest diffundeert (=zich vermengen) de rode bloedcellen in, 25% bindt vervolgens aan de Hb, waarbij carbaminohemoglobine (Hb CO2) onstaat. De overige 70% reageert met water. Dit verloopt snel omdat rode bloedcellen koolzuuranhydrose bevatten. Het evenwicht met H2CO3 stelt zich in en de waterstofionen binden ook aan heemgroepen. Het waterstofcarbonaat (HCO3-) diffundeert de bloedcel uit en de negatieve chloorionen herstellen de elektrische balans. In je longen verlopen alle reacties in tegenovergestelde richting. Haldane-effect = O2 drijft de CO2 uit het bloed (in longen). (binas 83E) Als de H+ niet zouden binden aan de Hb zou de pH dalen tot 3. In werkelijkheid daalt het tot ongeveer 7,4. Hemoglobine en andere bloedeiwitten werken als pH-buffer.