HAP-10306 Principles of Human Physiology - Di-Et-Tri

Humane Fysiologie
Introductie Fysiologie
Fysiologie = het bestuderen van biologisch functioneren
Functie: waarom?  teleologische benadering
Mechanisme: hoe?  mechanistische benadering
Indeling thema’s fysiologie:
1. Structuur (morfologie) en functie (fysiologie)
2. homeostase
3. informatie uitwisseling voor coördinatie
4. energie nodig
Fysiologie: orgaan – orgaansysteem – organisme
Pathofysiologie: fysiologie van de ziekte
Homeostase
Vermogen om stabiele inwendige omstandigheden in stand the houden ondanks voortdurende
verandering in de omgeving
- het is een gestuurd proces
- het is geen evenwicht
Stimulus – sensor – input signaal – controle centrum – output signaal – doel – respons
Feedback loops: feedback van respons naar stimuli
Negatieve feedback: verandering terugdraaien (homeostase)
Positieve feedback: verandering versterken (bevalling)
Dynamische stabiliteit: rondom het setpoint
Feedbackloops vereisen communicatie tussen integratie centrum en overige organen. Dit gebeurt;
Neuronaal: zenuwstelsel
vb. te snel opstaan
Endocrien: hormoonstelsel
vb. glucose waarde bloed
Zenuwstelsel
Het centrale zenuwstelsel bestaat uit de hersenen en het ruggenmerg.
Bij een embryo begint het met een neurale plaat. Bij dag 20 gaan de neurale plaat cellen naar het
midden toe. Ze gaan steeds dichter naar elkaar toe, waardoor het een neurale tube wordt. Bij week 4
wordt de voorkant de hersenen. Er zijn dan 3 divisies: voorbrein, middenbrein en achterbrein. In
week 6 zijn de 7 divisies al aanwezig: cerebrum en diencephalon (uit het voorbrein), middenbrein,
cerebellum en pons en medulla oblongata (uit het achterbrein), ruggenmerg. In week 6 wordt de
neurale tube ook steeds groter en worden de ventrikels van het brein. Bij week 11 is het cerebrum
sterk vergroot (dat wordt de grote hersenen).
Het weefsel van het CZS is verdeeld in 2 weefsels: grijze stof en witte stof.
Grijze stof bestaat uit zenuwcellen zonder myelineschede, dendrieten en axon terminalen.
Witte stof bestaat uit axonen met myelineschede en met weinig cellichamen. Bundels van axonen
worden ook wel tracts genoemd. Deze zijn gelijk aan de zenuwen in het perifere zenuwstelsel.
Botten ondersteunen en beschermen het centrale zenuwstelsel. Het cranium beschermt de hersenen
en de wervelkolom het ruggenmerg. Zenuwen van het PZS verlaten de ruggenmerg door de wervels.
Er zijn 3 membranen die de zenuwen beschermen. (van bot naar zenuwen):
1. Dura mater. Is het dikst en bevat aderen en vervoeren bloed van de hersenen door sinussen.
2. Arachnoid membraan. Het binnen membraan en laat een ruimte tussen de 2 lagen.
3. Pia mater. Is een dun membraan ligt aan het oppervlak van de hersenen en ruggenmerg. Hier
liggen de slagaderen die het brein voorzien van bloed.
Ook extracellulaire vloeistof beschermt het CZS. Het brein bevat bijna 1,4 L vloeistof, waarvan een
groot deel is opgeslagen in cellen. In het ruggenmerg zit de cerebrospinal vloeistof wat in de
arachnoid membraan zit. Er zit ook interstitial vloeistof dat in de pia mater zit. Deze communiceren
met elkaar dmv leaky junctions.
Het cerebrospinal vloeistof (CSF) is een zoute oplossing dat wordt uitgescheiden door de choroidea
plexus. Ze pompen selectief natrium en andere oplossingen van het plasma in de ventrikels en
veroorzaken een osmotische gradiënt die water meetrekt met de oplossingen. Van de ventrikels gaat
het naar de subarachnoid membraan en wordt door speciale villi weer opgenomen in het bloed.
Het CSF heeft 2 doelen: fysieke- en chemische bescherming. Het biedt ook beschermende opvulling,
bijv. bij een klap tegen je hoofd.
CSF bevat minder K+, meer H+ en evenveel Na+ als het plasma. Ook bevat het weinig kleine eiwitten
en geen rode bloedcellen.
Het wisselt oplossingen uit met het interstitial vloeistof van het CZS.
Bloed-hersen barrière beschermt de hersenen tegen bijv. bacteriën. De hersencapillairen hebben
tight junctions om vloeistofbeweging tussen de cellen tegen te gaan. Water kan niet door de
barrière, maar kleine lipide moleculen kunnen door het celmembraan fuseren.
Zenuwweefsel heeft een speciaal metabolisme. Neuronen hebben constant O2 en glucose nodig voor
ATP aanmaakt voor actief transport van ionen en neutransmitters. O2 gaat door de bloed-hersen
barrière en membraantransporters transporteren glucose. Door de grote hoeveelheid O2 die nodig is
in de hersenen gaat 15% van het bloed naar de hersenen.
Bij hypoglycemia (te lage glucose concentratie) leidt het tot verwarring, bewusteloosheid en dood,
omdat de hersenen bijna de helft van alle glucose gebruiken.
Cerebrum.
Het is het grootste gedeelte van de hersenen. Het bestaat uit 2 hemisferen primair verbonden bij de
corpus callosum. De corpus callosum bestaat uit axonen die van het ene deel naar het andere deel
gaan. Zo kunnen de 2 delen communiceren. Elke hemisfeer is verdeeld in 4 lobben: frontaal,
pariëtaal, temporaal en occipitaal.
Het oppervlak van het cerebrum bestaat uit inkepingen (sulci) en uitkepingen (gyri).
Grijze stof. Is te verdelen in 3 regio’s:
1. Cerebrale cortex: de buitenste laag van het cerebrum, een paar mm dik waar neuronen in zitten.
2. Basale ganglia: ook wel de basale kern genoemd. Voor de controle van beweging.
3. Limbisch systeem: ligt om de hersenstam heen. Het is voor hoger cognitieve functies en primitieve
emotionele respons. De belangrijkste gebieden zijn: amygdala en cingulate gyrus voor emotie en
geheugen. De hippocampus voor het leren en geheugen.
Witte stof. Bestaat uit bundels van vezels voor transport van informatie vooral door de corpus
callosum.
Hersenfunctie.
Er zijn 3 systemen die de output van het motorsysteem van het lichaam beïnvloeden:
1. sensorisch systeem: bewaakt het interne- en externe milieu en is er voor reflex respons.
2. cognitief systeem: zit in de cerebrale cortex en is voor de vrijwillige respons.
3. Gedragsmatige systeem: slaap-wakker cyclus en ander gedrag.
De cerebrale cortex is verdeeld in 3 specialisaties:
1. Sensorisch gebied: voor sensorische input omzetten in perceptie.
2. Motor gebied: voor skeletspier beweging
3. Associatie gebied: voor informatie van 1 en 2 omzetten in gedrag.
Cerabrale lateralizatie: taal en spraak aan de linker kant van de hersenen en ruimte skills aan de
rechter kant. De linkerkant van de hersenen domineert bij rechtshandigen.
Cellen in de vroege staat van een embryo, die later het zenuwstelsel vormen, liggen in een afgevlakte
regio; neurale plaat. Later vormt de neurale plaat een buis. Dorsaal aan deze neurale buis liggen
neurale crest cellen, dit zijn cellen die in een later stadium kunnen differentieren in verschillende
soorten zenuwcellen.
Zenuwcellen zijn kwetsbaar en belangrijk voor een tal van functies in het lichaam, dus bescherming
nodig. Allereerst wordt het ruggenmerg beschermd door de gewervelde kolom, de hersenen door de
schedel. Daarnaast een laag van drie membranen bestaand uit;
Dura mater; betrokken bij bloedafname van de hersenen
Arachnoide membraan; tussen dit membraan en pia mater bevindt zich cerebrale vloeistof
Pia mater; betrokken bij bloedvoorziening van de hersenen
Ten slotte wordt het CZS beschermd door cerebrospinale(extracellulaire) vloeistof, gemaakt door de
choroide plexus. Door oplosbare stoffen als ionen van het plasma de ventrikels in te pompen
ontstaat er osmotische druk. Door deze druk wordt water met zijn oplosmiddelen als het ware de
subarachnoide ruimte ‘in getrokken’. Deze vloeistof geeft extra mechanische bescherming. Via
speciale villi wordt de vloeistof diemaaldaags voorzien van voedingsstoffen en ontdaan van
afvalstoffen.
Nuclei: clusters cellichamen in de hersenen of het CZS
Grijze massa wordt omringd door witte massa en vormt een ‘vlinder’ of ‘H-vorm’. Bestaat uit dorsale
en ventrale hoorn(horn), en dorsale en ventrale wortel(root). De dorsale root vervoert sensorische
informatie naar de hersenen. Ventrale root brengt informatie van het CZS naar de spieren en klieren.
Dorsale horns in grijze massa zijn verbonden met organen en somatische deel van het zenuwstelsel.
Ventrale horns staan in verbinding met spieren en klieren.
Het brein evenals neuronen zijn sterk afhankelijk van zuurstof en glucose. In geval van een glucose
tekort is er sprake van hypoglycemia. Het cerebrum is het grootste en meest onderscheidend deel
van de hersenen. De grijze massa in het cerebrum is onder te verdelen in;
Basale ganglia
Cerebrale cortex
Limbisch systeem; 1. Amygdala 2. Cingulate gyrus 3. Hippocampus
Functioneel kan het brein worden opgedeeld in 3 delen;
Sensorisch
Motorisch
Associatie
Alle cellen hebben een rustpotentiaal ten gevolge van ionconcentraties binnen en buiten de cel (-70
mV). Dit is afhankelijk van;
De ongelijke verdeling van ionen over het celmembraan; meer Na+ Cl- en Ca2+ buiten de cel, meer K+
in de cel
Verschillende permeabiliteit voor bovenstaande ionen. In rust is de cel meer permeabel voor K+
Als het membraan enkel permeabel zou zijn voor K+ zou bij rust het spanningsverschil -90 mV
bedragen. Het membraan is ook licht permeabel voor Na+ en dus komt het iets hoger uit, -70 mV.
Normaal gesproken gaan Na+ Cl- en Ca2+ de cel in en K+ de cel uit.
Graded potentials zijn variabel in sterkte en verliezen kracht naarmate zij voortbewegen over het
celmembraan. Ze zijn alleen geschikte voor communicatie over korte afstanden. Wanneer een
graded potential sterk genoeg is en het de trigger-zone bereikt met een lading boven de
drempelwaarde, ontstaat er een actiepotentiaal. Graded potentials verliezen hun kracht ten gevolge
van open leak channels en de weerstand van het membraan. In de trigger-zone bevinden zich veel
voltage-gated Na+ kanalen. Bij een graded potential boven de drempelwaarde(supratreshold) openen
deze kanalen zich en ontstaat er een actiepotentiaal. Hyperpolariserende graded potentials inhiberen
waar depolariserende graded potentials exciteren.
Excitability: het gemakt waarmee een graded potential een actiepotentiaal triggert
Conduction: snelheid van een actiepotentiaal
Actiepotentialen verliezen geen kracht over afstand omdat Na+ kanalen openen wanneer het
stroompje passeert? <- kon niet terugvinden waar ik dit gelezen had.
Een actiepotentiaal kan alsvolgt worden ingedeeld:
1. Rustpotentiaal
2. Drempelwaarde wordt bereikt – Na+ kanalen openen snel, K+ kanalen langzaam
3. Influx van Na+ veroorzaakt depolarisatie, efflux K+ repolarisatie(of hyperpolarisatie)
4. Voltage gated K+ kanalen sluiten waardoor K+ efflux afneemt
5. Terug in rustpotentiaalstand – Na+-K+ pomp herstelt gradiënten
Na+ kanalen hebben een activatie en deactivatie ‘klep’. Beiden dicht, kanaal is gesloten – Beiden
open, permeabel voor Na+. De absolutie refractaire periode ontstaat doordat Na+ kanalen tijd nodig
hebben in hun oorspronkelijke stand te komen. Hierop volgt de relatieve refractaire periode. In deze
laatste periode is een actiepotentiaal wel mogelijk, maar hiervoor is een sterkere prikkel nodig en zal
de amplitude van het potentiaal kleiner zijn. Dit omdat K+ kanalen nog steeds open staan van
voorgaand actiepotentiaal.
De snelheid waarmee een actiepotentiaal over een membraan voortbeweegt is afhankelijk van:
Diameter neuron; grotere diameter geeft hogere snelheid
Mate waarin de zenuwcel ‘lekt’
Myeline-schedes versnellen een actiepotentiaal doordat het ‘lekken’ van ionen tegengaat.
Bij afgifte van neurotransmitters hoeft de post-synaptische cel niet per se een neuroncel te zijn, en
vise versa. Naast chemische synapsen zijn er ook elektrische synapsen. Voordeel van elektrische
synapsen is dat zij sneller communiceren.
Chemische neurotransmitters:
Hormonaal
Paracrine: 1. Neuromodulators 2. Neurotransmitters
Het GPCR-eiwit is een neurocrine membraanreceptor die werkzaam is via een secondmessenger
systeem.
Ach bestaat uit choline en acetyl-CoA en bindt aan de cholinerge receptor. Nicotine en
muscarine(GPCR) receptoren zijn voorbeelden van cholinerge receptoren. AcH wordt afgebroken
door acetylcholinesterase.
Amine neurotransmitters:
Dopamine
Norepinephrine
Epinephrine
Histadine
Serotonine
De eerste drie amine neurotransmitters worden uit tyrosine gesynthetiseerd en kunnen ook
hormonaal functioneren.
Adrenerge receptoren:
Alpha
Beta
Het principe van afgifte van neurotransmitters gebonden in vesicles wordt exocytose genoemd.
Voltage-gated Ca2+ kanalen openen bij aankomst van een actiepotentiaal. Calcium triggert exocytose
doordat het aan regulerende eiwitten bindt.
Divergeren/convergeren: 1 presynaptische neuron mondt uit op meerdere targetneuronen of
andersom. Ook van invloed op receptieve velden
Skelet, huid en spier
Skeletspieren
Skeletspieren bewegen en positioneren het skelet. Ze bevatten 40% van de totale gewichtsmassa.
Ze zitten vast aan de botten dmv pezen, die gemaakt zijn uit collageen.
Flexor: wanneer de spier samentrekt en de botten dichter bij elkaar komen te staan (flexion)
Extensor: wanneer de spier ontspant en de botten verder van elkaar komen te staan (extension)
De meeste gewrichten hebben flexors en extensors. Dat paar wordt ook wel antagonistische spier
groepen genoemd.
Vb: Biceps = flexor. Triceps = extensor.
Een spier bestaat uit allemaal bundels spiervezels. Tussen deze
bundels zit: collageen, zenuwen, bloedvaten en elastische vezels.
Een bundel spiervezels bestaat uit allemaal spiervezels die parallel
liggen. Hierop zijn ook kernen te zien.
Andere namen:
Sacromella = celmembraan van een spiervezel
Sarcoplasma = het cytoplasma
Myofibril = spiervezel
Sarcoplasmatisch reticulum (SR) is en vorm van ER en zit rond elke
myofibril. Ze bestaan uit longitudinale tubules met dikkere regios
genaamd terminal cisternae. Het SR houdt met behulp van Ca2+ATPase de Ca2+ concentraties in de gaten. Calcium speelt een
belangrijke rol in de contractie van alle spiertypen.
De 2 terminal cisternae en het netwerk van t-tubules wordt ook
wel triad genoemd. Door t-tubules kunnen actiepotentialen snel
voortbewegen van het celoppervlak naar de terminal cisternae.
Het cytosol tussen de myofibrillen bevat veel glycogeen en
mitochondriën. Glycogeen is de energiereserve. Mitochondriën maken ATP voor spiercontractie.
Elke myofibril bevat verschillende typen eiwitten.
Myosine en actine voor contractie.
Tropomyosine en troponine voor regulatie.
Titine en nebuline voor de goede plaats van de filamenten.
Myosine.
Bestaat uit eiwitketens die per 2 een staart vormen met een 2 hoofden. De staart is stijf, maar de
hoofden hebben een elastisch gebied. Elk myosine hoofd bevat een zware keten en een kleine lichte
keten. De zware keten is het motor domein dat de ATP bindt. Het werkt als een enzym en bevat
myosin ATPase. De zware keten bevat ook een bindingssite voor actine. Het zijn de dikke filamenten
van de spiervezel.
Actine.
Zijn de dunne filamenten van de spiervezel.
1 actine molecuul wordt ook wel G-actine genoemd. Een keten van G-actine heet F-actine.
Bij spieren draaien 2 F-actine polymeren om elkaar heen en dat is een dun filament.
De dikke en dunne filamenten zijn verbonden door myosine crossbruggen. Dmv de myosine-binding
site op elke G-actine molecuul en de bindingssite voor actine op de hoofden van myosine.
Indeling van een sacromeer:
Z lijn: Elke sacromeer bevat Z lijnen. Ze zijn
zigzaggend en zijn de bevestigingskanten voor
de actine filamenten.
I band: Een stuk op het sacromeer waar de Z lijn
door heen loopt. Het bevat alleen actine
filamenten.
A band: De gehele lengte van de myosine
filamenten. Aan de einden overlappen de dikke
en dunne filamenten.
H zone: Alleen maar myosine filamenten.
M lijn: De lijn door het midden van de A band,
het verdeeld de A band in tweeën. Dus alleen
met myosine filamenten.
Titine.
Het is een elastisch molecuul en gaat van de Z lijn tot de M lijn.
Het heeft 2 functies:
1. Stabilisatie van de positie van de filamenten
2. De elasticiteit brengt de spieren weer in de rust lengte.
Nebuline.
Helpt titine. Het is een niet elastische eiwit en ligt langs de actine filamenten en hecht aan de Z lijn.
Sliding filament theory of contraction: dat actine en myosine filamenten langs elkaar gaan wat zorgt
voor spiercontractie.
De Z lijnen gaan dan dichter na elkaar toe, de I band en de H zone verdwijnen dan bijna. De A band
blijft constant.
De spanning die dan ontstaat is proportioneel aan het aantal crossbruggen tussen dikke en dunne
filamenten.
ATP zorgt voor energie voor de beweging. Het wordt omgezet tot ADP.
In de actine filamenten zit troponine, wat Ca2+ kan binden. Het controleert de positionering van
tropomyosine, wat als lange draden gewikkeld zit om de actine filamenten.
Tropomysone blokkeert spiercontractie in de ‘off positie’.
Beweging van filamenten.
1. ATP bindt aan myosine hoofd. Myosine hoofd laat actine filament los.
2. ATP -> ADP +Pi. Myosine hoofd bindt zwak aan actine filament.
3. Ca2+ bindt aan troponine. Myosine hoofd bindt sterk en Pi wordt vrijgelaten.
4. Myosine laat ADP vrij.
Excitatie-contractie koppeling. (E-C koppeling)
Somatische motor neuronen laten Acetylcholine (ACh) vrij. Dit veroorzaakt een actiepotentiaal die de
t-tubule ingaat. Hier zit een DHP receptor die de Ca2+ kanalen (RyR) regelt van het SR. De RyR gaat
open bij een actiepotentiaal en Ca2+ gaat uit het SR en bindt aan troponine. Dit veroorzaakt
spiercontracctie.
Bij spierrelaxing pomp het SR de Ca2+ weer terug dmv Ca2+ -ATPase. Ca2+ laat los van troponine en
er vindt geen contractie meer plaats.
Er zijn verschillende spiervezeltypen.
Type I : langzame vezels
Kleine diameter, lange contractie, gebruik voor houding, aerobe verbranding, donkerrode kleur,
veel mitochondriën.
Type IIA : snelle oxidatieve vezels
Medium diameter korte contractie, gebruik voor staan en lopen, glycolytische verbranding, rode
kleur, normaal aantal mitochondriën.
Type IIB : snelle glycolytische vezels
Grote diameter, korte contractie, gebruik voor snelle bewegingen, anaerobe verbranding, lichte
kleur, weinig mitochondriën.
Snelle zijn 2 tot 3 keer sneller dan langzame vezels. De snelheid wordt bepaald door de isoform van
myosine ATPase in de dikke filamenten. Snelle vezels pompen sneller Ca2+ in het SR.
De lengte van de spiervezel heeft effect op de spanning. Er is een optimum lengte en daarom heen
wordt het steeds minder goed voor de spiervezel. Kleiner is niet handig en groter ook niet.
Sommatie: wanneer de spier geen tijd heeft om te rusten en het interval tussen actie potentialen dus
korter is en geeft een sterkere contractie.
Tetanus: de maximale contractie. De spier moet als het ware even rust nemen.
Een motor unit is een somatische motor neuron met zijn spiervezels.
De sterkte van contractie hangt af een het type en het aantal motor units. Je kunt de kracht van de
contractie versterken door motor units te werven.
Asynchronische werving verhelpt vermoeidheid.
Autonome reflexen: ook wel viscerale reflexen genoemd en gaan over de interne organen.
Skeletspier reflexen: gebruiken we in alles wat we doen.
Ze bestaan uit de volgende componenten:
1. sensorische receptoren genaamd proprioreceptoren die in de skeletspieren zitten (spierspoeltjes
en golgi pees orgaan).
2. centrale zenuwstelsel
3. somatische motor neuronen genaamd alfa motor neuronen.
4. contraherende skelet spiervezels genaamd extrafusale spiervezels.
Spierspoeltjes.
Zijn receptoren die informatie geven aan het ruggenmerg en de hersenen over de spierlengte en
verandering van de spierlengte.
Ze bestaan uit een bindweefsel capsule die een groep van kleine spiervezels (intrafusale vezels)
omsluit.
Het signaal gaat van de spierspoeltjes naar het ruggenmerg en via alfa motor neuronen gaat een
signaal naar de spieren voor contractie. (stretch reflex)
Gammareceptoren zitten aan het eind van de intrafusale vezels.
Afferent sensorisch neuron -> van spierspoel naar hersenen
Exciterend efferent -> naar beenstrekkers (extensoren)
Inhiberend efferent -> naar beenbuigers (flexoren)
Golgi pees orgaan.
Deze receptoren zitten in de kruising tussen pees en skeletspier. Ze reageren op spierspanning. Het
zijn vrije zenuw uiteinden die tussen het collageen zitten van de pees.
Spieren rond een gewricht.
De verzameling van paden rond één gewricht heet een myotatische unit.
Het simpelste reflex is de monosynaptische stretch reflex die 2 neuronen bevat: de sensorische
neuronen van het spierspoeltje en de somatische motor neuronen van de spier.
Deze reflex gaat als volgt:
Stimuli -> receptor: spierspoeltje merkt verandering -> afferente weg: actiepotentiaal gaat door
sensorische neuron -> ruggenmerg -> efferente weg: somatische motor neuron -> respons van
antagonistische spieren
Controle van vrijwillige beweging (pitcher die een bal gooit)
1. Sensorische input (bewust van lichaamscompositie)
2. Plannen en beslissing maken (met welke bocht de bal gooien)
Deze 2 gaan door het basale ganglia en de thalamus.
3. Coordinatie en timing
4. Uitvoering
Deze 2 gaan van de kleine hersenen naar de hersenstam
5. Uitvoering
6. Continue feedback
De beslissing om de bal te gooien gaat door de corticospinale kanaal: een groep van neuronen van de
motor cortex naar de ruggenmerg.
De huid.
Functie: homeostase, barrière functie, excretie, informatie, lichaamstemperatuur, bloedreservoir,
sociale functie.
Naam
Epidermis
Dermis
Hypodermis
Haar follikel
Receptoren
Zweetklier
Apocriene klier
Functie
Opperhuid, bestaat uit meerdere cellagen voor bescherming
Geen doorbloeding, alleen epitheel
Lederhuid, bestaat uit bindweefsel met exocriene spieren, bloedvaten, spieren en
zenuwuiteinden
Onderhuids bindweefsel, bestaat uit vetweefsel voor isolatie en energie
Scheiden van de niet-levende keratine schacht van het haar
Bewaken externe omstandigheden
Scheidt zweet uit
Zit in de genitaliën en zorgt voor seksuele opwinding
Vet klier
Bloedvat
Scheiden een lipide mix uit
Staan omhoog in de dermis
De epidermis bestaat uit keratinocyten die keratine vezels produceren.
Melanocyten bevatten het pigment melanine.
Epidermis cellen zit aan elkaar dmv hemidesmosomen.
Voelreceptoren.
Picinian bloedlichaampjes: reageren op vibratie, zijn de grootste receptoren in de huid.
Temperatuurreceptoren: vrije zenuwuiteinden die koude- en warme receptoren hebben. Boven de
45 graden worden de pijnreceptoren geactiveerd.
Thermoreceptoren in de hersenen hebben een belangrijke rol bij thermoregulatie dmv TRP kanalen.
Nocireceptoren: reageren op sterke schadelijke stimuli. Soms worden ze pijn receptoren genoemd.
Activatie door chemicaliën die worden vrijgelaten: K+, histamine, prostaglandinen en substantie P
(door primaire sensorische neuronen).
Jeuk: komt van nocireceptoren geactiveerd door C vezels.
Pijn: is een subjectieve perceptie en is bij iedereen anders.
Skelet.
Functies: stevigheid, bescherming, beweging, mineraalopslag, bloedvorming
Axiale skelet: schedel, wervels, ribben, borstbeen
Botgroei.
Een bot bestaat uit een buitenste laag van compact bot en een binnenste laag van trabeculair bot.
Trabeculair bot is vol met gaatjes.
Periost = buitenkant
Ostereon = binnenkant
Osteoblast: gespecialiseerde botvormende cellen. Ze produceren enzymen en osteoid, een mix van
collageen en andere eiwitten.
Osteocyten: minder actieve vorm van osteoblasten.
Osteoclasten: Meerkernige macrofagen, secretie van HCl en breken bot af.
Toename in dikte:
- Osteoblasten in periost vormen nieuw bot
- Osteoclasten reabsoren been
Toename in lengte:
- Osteoblasten vormen nieuw been aan epiphysaireschijfranden (uiteinden van een bot). Kraakbeen
groeit en sterft af en dat wordt been.
Osteoporose.
Het beenmassa neemt af. Bot resorptie is hoger dan bot afzetting.
Mogelijke oorzaak: oestrogeen afname na de menopauze.
Vermindering kan door: opletten dieet, vitamine D, calcium, blijven bewegen
Endocrinologie
Hormonen worden afgegeven aan het bloed.
Ectohormonen: worden afgegeven aan het externe milieu (naar buiten).
Feromonen: gespecialiseerde ectohormonen die reageren op andere organismen van dezelfde soort
om een psychologisch of gedragsrespons op te wekken.
Factor: wanneer een molecuul wordt verdacht van hormoon zijn, maar is nog niet zeker.
CCK: ze dachten eerst dat het een hormoon was, maar kwamen er later achter dat het een
neurotransmitter was. Het speelt een rol in het honger gevoel.
Hormonen werken bij lage concentraties, van 10-9 M tot 10-12 M.
Sommige moleculen worden niet beschouwt als hormonen omdat ze pas bij hoge concentraties
werken.
Hormonen werken door te binden aan receptoren.
Ze kunnen werken op verschillende weefsels.
Hormonen moeten worden afgebroken, anders kan het ernstige gevolgen hebben, zoals bij insuline
(het glucosegehalte in het bloed zou dan veel te laag worden). De snelheid van het afbreken van
hormonen wordt weergegeven in de halfwaardetijd. De hormonen worden afgebroken door
enzymen die worden gevonden in de lever en nieren.
Hormonen kunnen worden verdeeld in drie klassen:
1. Eiwithormonen
: insuline
2. Steroïden
: testosteron
3. Aminen
: adrenaline
1. Eiwithormonen.
Eiwitsynthese voor eiwithormonen:
1. mRNA wordt afgelezen door ribosoom en er ontstaat een preprohormoon. Het wordt naar het ER
gestuurd dmv een signaal sequentie.
2. ER halen de signaal sequentie eraf en maken het een inactief prohormoon.
3. Het prohormoon gaat van het ER naar het Golgi apparaat.
4. Het prohormoon wordt samen met enzymen afgescheiden van het Golgi apparaat in een vesikel.
De enzymen maken het prohormoon meer actief door de peptidefragmenten aan beide uiteinden
eraf te halen.
5. Het vesikel smelt samen met het membraan en loost de inhoudt dmv exocytose.
6. Het hormoon gaat naar zijn doel.
Peptide hormonen zijn water oplosbaar en gaan daarom makkelijk in het extracellulaire water.
De halfwaardetijd van peptide hormonen is vaak kort, enkele minuten. Ze moeten daarom continu
uitgescheiden worden.
Peptide hormonen worden herkent door membraanreceptoren. Daarna wordt gebruik gemaakt van
cAMP second messengers. Deze eiwitten bestaan al dus daarom gaat het vaak snel.
2. Steroïden
Steroïden worden maar op enkele plaatsen gemaakt, bijv. door de schors van de bijnieren.
Steroïden worden gesynthetiseerd in glad ER.
Ze zijn water onoplosbaar dus kunnen steroïden makkelijk het celmembraan passeren. Ze kunnen
niet zomaar in het bloed, dus zijn te daar gebonden aan eiwit dragende moleculen. Hierdoor is de
halfwaardetijd lang. Als een hormoon de cel in moet, laat het eiwit dragende molecuul los.
Steroïden kunnen genexpressie starten. Het effect van steroïden is lang, want na genexpressie
moeten eiwitten worden gesynthetiseerd en dat duurt lang.
3. Aminen
Er zijn 2 typen aminen.
1. Catecholamines
Worden gemodificeerd door 1 thyrosine molecuul.
Voorbeelden: epinephrine, norepinephrine, dopamine
Het zijn neurohormonen die binden aan celmembraanreceptoren (zoals eiwithormonen)
2. Thyroid hormonen
Worden gemaakt uit 2 thyrosine moleculen + een iodine atoom.
Worden geproduceerd door vlindervormige thyroid klier in de nek.
Ze gedragen zich zoals steroïden met intracellulaire receptoren die genen activeren.
Pancreas:
Exocrien; verteringsenzymen
Endocrien; eilandjes van langerhans
Reflexwegen
Stimulus – sensor – input signaal – integratie van het signaal – output signaal – 1 of meerdere doelen
– respons .
Bij endocriene en neuroendocriene reflexen is het output signaal een hormoon of een
neurohormoon.
Endocrien reflex: de endocriene cel is de sensor en het integratie centrum. Hormoon is het output
signaal en de respons geeft een negatieve feedback die de reflex stopt.
PTH is een voorbeeld van een hormoon die met het endocriene reflex werkt. Net zo als insuline en
glucagon.
Endocriene reflex en zenuwstelsel overlappen in functie en structuur.
Het zenuwstelsel produceert 3 groepen van neurohormonen.
1. Catecholamines, gemaakt door neuronen in de bijniermerg
2. Hypothalamic neurohormonen, gemaakt door de hypofyse
3. hypothalamic neurohormonen. Die controleren hormoon vrijlating van de hypofyse voorkwab
Hypofyse
De hypofyse bestaat uit twee delen.
1. Hypofyse achterkwab (posterior)
Scheidt neurohormonen uit, gemaakt in de hypothalamus (homestase controleren)
2. Hypofyse voorkwab (anterior)
De endocriene klier.
1. Achterkwab (posterior) Neurohypofyse
Opslag en vrijlating van 2 neurohormonen: oxytocine en vasopressine.
Ze worden geproduceerd in de hypothalamus. Hier worden ze verpakt in vesikels en naar de
achterkwab getransporteerd dmv axonen. Ze worden opgeslagen in het axon terminal eind,
wachtende op een vrijlaat signaal. Depolarisatie opent de Ca2+ kanalen en calcium triggerd
exocytose.
Vasopressine: ook wel ADH genoemd. Werkt op de nieren die de vochtbalans reguleren.
Oxytocine: bij vrouwen. Controleert de vrijlating van melk tijdens borstvoeding en samentrekking van
de baarmoeder bij een bevalling.
Autisme: de oorzaak zou misschien zijn; een defect in de oxytocine weg van het brein.
2. Voorkwab (anterior) Adenohypofyse
De voorkwab scheidt 6 belangrijke hormonen uit.
1. Prolactine : voor melk vrijlating tijdens borstvoeding
2. GH : voor het skeletspier systeem
3. TSH : voor de schildklier
4. ACTH: voor de bijnierschors
5&6. Gonadotropinen (LH & FSH) : voor de eierstokken en testis
Trofisch hormoon: hormoon dat de secretie van een ander hormoon controleert. (-tropin)
Groei
Hypothalamus – GHRH – hypofyse – GH – lever – IGFs (groeifactoren) – groeikraakbeen – groei
Negatieve feedback
Lang-loops: wanneer het laatste hormoon de secretie van trofische hormonen onderdrukt
Kort-loops: wanneer hormonen de secretie van hormonen door de hypothalamus onderdrukken
Additief: effect van 2 hormonen tellen op (1+1=2)
Synergisme: effect van 2 hormonen versterken (1+1=3)
Antagonisme: hormonen werken elkaar tegen
Permissief: hormoon maakt werking ander hormoon mogelijk
Het cardiovasculair systeem
Het hart ligt in een hartzakje het pericardium. Dat is een dunne laag
van pericardiaal vloeistof. Om het hart zitten coronaire arteriën en
voorzien het hart van bloed.
Het hart zelf bestaat uit hartspieren, myocardium.
Het bestaat uit 2 atria en 2 ventrikels.
Rechter atrium
Rechter ventrikel
Linker atrium
Linker ventrikel
Ontvangt bloed van:
Holle ader
Rechter atrium
Longaderen
Linker atrium
Stuurt bloed naar:
Rechter ventrikel
Longen
Linker ventrikel
Lichaam, behalve longen
De bloedstroom mag maar 1 kant op gaan en dit gebeurt door de kleppen.
De atrioventriculaire kleppen: tussen de atria en de ventrikels
Semilunaire kleppen: tussen de ventrikels en de ateriën.
De kleppen zitten vast met een dun laagje: de AV kleppen. Ze zitten vast aan de klep en dat heet de
chordea tendineae. Waar ze vast zitten aan de spier van het ventrikel heet papillar spieren.
Pacemakercellen in het hart zorgen voor spontane actiepotentialen. Hun zorgen voor het kloppend
hart. Ze zorgen ervoor dat contractie cellen samentrekken. Dit gebeurt dmv sacromeren. Hartspieren
verschillen in veel opzichten van skeletspieren:
1. ze zijn kleiner dan skeletspieren en maar 1 kern met vezel
2. ze bevatten desmosomen en gap-junctions voor communicatie (intercalculated disk)
3. gap-junctions zorgen voor een wave van depolarisaties
4. de t-tubule zijn groter dan van skeletspieren
5. het SR is kleiner dan in skeletspieren en het zijn gladde spieren
6. er zitten veel meer mitochondriën in want het hart heeft veel energie nodig en ook veel O2
Hartspieren kunnen contractie indelen. De vezels variëren de kracht. Factoren die de kracht
beïnvloeden zijn: de lengte van de sacromeren aan het begin van de contractie en de Ca2+
concentratie in het cytosol (weinig Ca2+ is kleine kracht).
Er zijn 4 fasen bij een actiepotentiaal van een spier contractie cel
0. depolarisatie: Na+ kanalen gaan open, +20 mV
1. repolarisatie: Na+ kanalen gaan dicht en K+ kanalen gaan open
2. Ca2+ kanalen gaan open, snelle K+ kanalen gaan dicht
3. Ca2+ kanalen gaan dicht, langzame K+ kanalen gaan open, zorgt voor rust potentiaal
4. rust potentiaal, -90 mV
Door het openen van de Ca2+ kanalen duurt het actiepotentiaal langer wat tentanus voorkomt. Want
door het lange actiepotentiaal eindigen de contractie en de refractaire periode tegelijk waardoor
geen sommatie optreedt.
Myocardiale autorhythmische cellen generen een actiepotentiaal door een onstabiel
membraanpotentiaal, ook wel pacemaker potentiaal genoemd. Dit kan door If kanalen die K+ en Na+
kanalen kunnen openen. Wanneer de If kanalen openen, Na+ instroom is hoger dan K+ uitstroom.
Hierdoor wordt de cel langzaam gedepolariseerd.
Het hart als een pomp.
Depolarisatie begint bij de SA knoop. Dmv niet contracterende vezels wordt bereikt het signaal de AV
knoop. Purkinje vezels vervoeren het elektrische signaal snel naar de bundel van His.
Waarom gaat het signaal door de AV knoop? Omdat de toppen van de kamers anders zouden samen
trekken en dan zou al het bloed naar het puntje van de kamers gaan.
De AV knoop zorgt er ook voor dat het actiepotentiaal wordt vertraagd zodat de boezems goed
kunnen samen trekken.
De SA knoop zorgt voor het hartritme, wanneer deze beschadigd is neemt de AV knoop het over.
ECG
Laat de som van elektrische activiteit zijn gegeneerd door alle cellen in het hart.
Elektronen worden geplaats dmv van een Einthoven’s triangel.
P: depolarisatie van de atria
QRS: depolarisatie ventrikels
T: repolarisatie ventrikels
Repolarisatie van de atria kun je niet zien, want die valt weg in de QRS.
Een ECG geeft je informatie over hartslag, hartritme, geleidingssnelheid en conditie van het weefsel.
Diastole: relaxfase hart
Systole: contractie hart
Hartcyclus.
1. Diastole van atria en ventrikels. Bloed stroomt van atria naar ventrikels.
2. Systole van atria. Al veel bloed zit in de ventrikels maar de laatste 20% uit de atria wordt in de
ventrikels gepompt.
3. Eerste fase van systole ventrikels. De AV kleppen sluiten. Hier is ook het eerste hartgeluid ‘lub-dup’
4. Systole ventrikels. Door genoeg druk gaan de semilunaire kleppen open en het bloed wordt in de
arteriën geduwd.
5. Ventrikels gaan weer in diastole. De semilunaire kleppen sluiten weer en dit geeft het tweede
hartgeluid.
Druk-volume curve
Bij A begint het. Atria en ventrikels zijn in diastole.
A -> B bloed uit de atria stroom de ventrikels in
A’ -> B laatste beetje bloed uit de atria stroomt de ventrikels in
Bij B bevat het maximale volume bloed (EDV)
B -> C ventrikels gaan contracteren
Bij C gaan de aorta kleppen open
C -> D De druk gaat omhoog en het volume bloed neemt af en stroomt
de aorta in
Bij D is het aantal minimale bloed in de ventrikel tijdens een cyclus (ESV)
D -> A de ventrikels gaan naar diastole
Hartminuutvolume = hartslag x slagvolume in L/min. Is meestal rond de 5 L/min.
Slagvolume is het aantal bloed dat in 1 ventrikel wordt gepompt gedurende contractie in mL per slag.
Slagvolume = EDV – ESV
Meestal is dit 70 mL = 135 – 65. Het kan oplopen tot 100 mL tijdens inspanning.
Parasympatische activiteit verlaagt de hartslag en sympathische activiteit verhoogd de hartslag. Dit is
een antagonistische werking.
Parasympatisch: ACh verlaagt de hartslag. Door ACh gaan de K+ en Ca2+ kanalen open in de
pacemakercellen.
Sympatisch: Catecholamines verhogen ionstroom door If- en Ca2+ kanalen.
Verschillende factoren bepalen het slagvolume.
- Wanneer de kracht van de ventrikels vergroot, vergroot ook het slagvolume (Frank-Starling Law)
- Slagvolume neemt toe wanneer de het eind-diastolische volume toeneemt.
Het eind-diastolische volume neemt toe door:
- Contractie of compressie van aderen die bloed naar het hart sturen
- Drukverandering in de buik en borst tijdens ademhaling
- Sympatische innervatie van de aderen
Inotrope agent heeft effect op de contractiliteit van het hart. De invloed heet het inotrope effect.
Contractiliteit wordt verhoogd door toename Ca2+.
Catecholamines verhogen het Ca2+ gehalte door regulatoreiwitten genaamd fosfolamban.
Afterload: het EDV en slagader resistentie tijdens ventrikelcontractie.
Bloedvaten.
Alle bloedvaten bevatten een dunne laag van endotheel. Dat speelt een belangrijke rol in bloeddruk,
bloedvaten groei en absorptie.
Vasculair gladde spieren: het gladde spierweefsel van bloedvaten. Dit kan samentrekken en een
spiertoon veroorzaken, dat hangt af van de Ca2+ inkomst.
Arteries bevatten veel elastisch weefsel voor stijfheid en stevigheid. Arteries takken steeds af en
worden arteriolen. Arteriolen hebben geen elastisch weefsel en in verhouding meer glad
spierweefsel.
Arteriolen vormen samen met de capillairen de microcirculatie.
Sommige arteriolen takken af in metarteriolen. Deze zijn groter dan haarvaten en zitten tussen de
arteriolen en venen in. Ze reguleren de bloedverdeling over de organen.
Vanaf de metarteriolen kan het 2 kanten opgaan.
1. De spierringen genaamd precapillair spincter zijn relaxed -> bloed gaat in de capillairen
2. Precapillair spincter is gespannen -> bloed gaat meteen in venen
Capillairen bestaan uit één celdikte van endotheel en een matrix van basaal lamina.
Pericyten lijken veel op capillairen alleen liggen ze om de capillairen heen en vormen een deel van
bloed-hersen barrière.
Na de capillairen gaat het bloed in venulen en vervolgens in venen.
Angiogenese: ontstaan van nieuwe bloedvaten.
Bloeddruk.
De bloeddruk is het hoogst in arteries en het laagst in venen. De druk gaat omlaag omdat er energie
verloren gaat. De druk in de aorta is het grootst. Tijdens systole 120 mm Hg en tijdens diastole 80 m
Hg. De hoge diastolische druk geeft de opslag van energie in de elastische wanden van de bloedvaten
weer.
Puls druk = systolische druk – diastolische druk
MAP = mean arterial pressure = gemiddelde bloeddruk gedurende de hartcyclus
MAP = diastolische druk + 1/3 puls druk
Het wordt dus iets meer bepaald door de diastole.
Het is de functie van hoe snel kan het bloed in de bloedvaten en hoe snel kan het er weer uit.
Het wordt bepaald door: bloedvolume, hartfunctie, diameter arteriolen, verdeling bloed over
arteriën en venen.
Bloeddruk wordt gemeten met een bloeddrukmeter.
Systolische druk (bovendruk) is wanneer het bloed weer begint te stromen. Diastolische druk
(onderdruk) is wanneer het bloed weer normaal stroomt.
Bloedvolume
Een verhoging van het bloedvolume (bijv door veel drinken) resulteert in een verhoogde bloeddruk
(MAP).
Wordt gecompenseerd door de aderen die wijder open gaan staan, hart gaat minder hart pompen,
op langer termijn gaan de nieren meer vocht uitscheiden.
Weerstand in arteriolen kan bepaald worden door:
1. lokale controle
Perfusiedruk omhoog – arteriolen worden uitgerekt – instroom Ca2+ - vasoconstrictie – bloedstroom
omlaag
Metabolisme omhoog – O2 omlaag en CO2 omhoog (lokaal) – vasodilatie – bloedstroom omhoog
(actieve hyperemie)
Bloedstroom omlaag – O2 omlaag en CO2/NO omhoog (lokaal) – vasodilatie – bloedstroom omhoog
(reactieve hyperemie)
2. Sympatisch zenuwstelsel
- Noradrenaline zorgt voor vasoconstrictie – bloedstroom omlaag (tonische regulatie)
- Adrenaline: afhankelijk van receptortype vasoconstrictie (a) of vasodilatie (B2)
Arteriolen hebben geen parasympatische innervatie!!
Baroreceptoren regelen de druk van het bloed dat de hersenen instroomt (carotide baroreceptoren)
en dat naar de rest van het lichaam gaat (aortische baroreceptoren).
Uitwisseling in capillairen.
Continue capillairen hebben leaky junctions en fenestrate capillairen hebben grote poriën. De
fenestrate capillairen worden gevonden in de nieren in de darmen. De meeste uitwisseling in
capillairen vindt plaats dmv diffusie en transcytose.
Lymfesysteem.
Functies:
- terugkerende vloeistof en eiwitten filteren uit de capillairen in het circulaire systeem
- vet oppakken dat geabsorbeerd is in de dunne darm en naar het circulaire systeem brengen
- dienen als filter om bedreigen op te pakken
De vloeistof lymfe gaat door het lymfesysteem. Op veel plaatsen in het lymfesysteem zijn
lymfeknoppen. Ze bevatten actieve immuuncellen: inclusief lymfocyten en macrofagen.
Factoren die de normale balans verstoren tussen capillaire filtratie en absorptie:
1. verhoging van capillair hydrostatische druk. De bloeddruk wordt zo verhoogd dat het hartfalen
oplevert.
2. Verlaging van de plasma eiwit concentratie. Kan komen door ondervoeding of falen van de lever.
3. Verhoging in de darm eiwitten. Colloïd osmotische waarde wordt verlaagd en de capillaire filtratie
wordt dan verhoogd.
Het respiratoir systeem
Het externe respiratoire systeem bestaat uit 4 delen:
1. de uitwisseling van lucht tussen atmosfeer en longen
2. de uitwisseling van O2 en CO2 tussen longen en het bloed
3. transport van O2 en CO2 door het bloed
4. uitwisseling van gassen tussen bloed en cellen
Het respiratoire systeem kan worden verdeelt in 2 delen:
1. het bovenste deel bestaande uit mond, neusholte, keel en strottenhoofd
2. het onderste deel bestaande uit luchtpijp, 2 primaire bronchiën, bronchiënvertakkingen en longen
De longen worden omgeven door een pleurale zak om elke long die bestaat uit pleura. Pleura bevat
elastisch weefsel en veel capillairen. De lagen worden bij elkaar gehouden door pleurale vloeistof.
Deze vloeistof houd de longen tegen de wand aan.
Functies bronchiën:
1. opwarmen lucht tot 37 graden zodat de alveoli niet beschadigd worden door koude lucht
2. waterdamp toevoegen zodat het vochtig wordt, zodat het epitheel niet uitdroogt
3. gevaarlijk materiaal eruit filteren zoals virussen en bacteriën
Er zijn 2 typen alveoli cellen
Type 1: is ongeveer 95% en zijn erg klein zodat gas snel gediffundeerd kan worden.
Type 2: zijn klein maar dikker. Ze scheiden surfactant uit en minimaliseren de aanwezige vloeistof
Alveoli zijn elastisch, ze bevatten collageen en elastine
Longcapaciteit hangt af van de elasticiteit van alveoli
Waterstofbruggen tussen H2O moleculen veroorzaken een druk die erop gericht is de alveoli te
verkleinen
Afweer: mucus, cilia, mestcellen in bronchiën (geven histamine af en dat zorgt voor samenknijpen
bronchiën), macrofagen in alveoli, BALT in lagere luchtwegen (B en T lymfocyten)
Lucht is een mix van gassen en gassen bewegen met de druk gradiënt mee. De relatie tussen gas en
druk: p1 x V1 = p2 x V2
Het longvolume verandert tussen ademhaling.
Tidal volume (VT) = volume wat je normaal in en uit ademt.
Expiratory volume (ERV) = volume dat je uit kan ademen als je hard uitademt
Inspiratory volume (IRV) = volume dat je in kan ademen als je hard inademt
Vitale capaciteit (VC) = expiratory volume + inspiratory volume
Residual volume (RV) = de lucht die in de longblaasjes altijd zit
Totale long capaciteit (TLC) = Vitale capaciteit + residual volume
Inademen: het diafragma gaat naar beneden en de ribben ook een beetje dmv externe intercostale
spieren (spieren tussen ribben aan de buitenkant)
Uitademen: diafragma gaat weer omhoog en de ribben ook dmb interne intercostale spieren (spieren
tussen ribben bij het borstbeen)
In de pleurale zakken zit vloeistof en door cohesie krachten blijft de zak aan de ribben zitten. Als er
een gat in komt (pneumothorax) ontstaat er een klaplong en moet zoveel mogelijk lucht eruit
worden gepomp en het gat worden gedicht.
In de pleurale zak is een onderdruk van -3 mm Hg, bij inademing is dit -6 mm Hg en bij inspanning -8
Oppervlakte spanning = de weerstand om uit te strekken, door dunne vloeistof lagen tussen de
alveoli cellen en de lucht. Surfactant verlaagd deze oppervlaktespanning. Surfactanten zijn moleculen
die cohesiekrachten verbreken tussen watermoleculen. Surfactant voorkomt het inklappen van
kleine alveoli, het zijn fosforlipiden en werken het best bij kleine oppervlakten.
Bij NRDS (een syndroom) ontwikkelt pas laat in de zwangerschap het surfactant en dit is gevaarlijk
voor kinderen die 6 weken of eerder te vroeg geboren worden.
Bronchiolen hebben minder kraakbeen dan bronchiën en dit is belangrijk voor de luchtstroom
Bronchoconstrictie: vernauwing -> toename weerstand
Bronchodilatie: verwijding -> afname weerstand
De diameter wordt gereguleerd door glad spierweefsel.
Totale long ventilatie = het volume dat in en uit de longen gaat elke minuut = Tidal volume x
ventilatie rate. Vb: 12x inademen x 500 mL = 6 L/min
Alveoli ventilatie = volume verse lucht dat de alveoli bereikt elke minuut = ventilatie rate x (tidal
volume – dode ruimte)
Hyper = verhoging
Hypo = verlaging
GVC = Geforceerde Vitale Capaciteit. Hierbij adem je heel snel uit
FEV1 = na 1 seconde
FVC = na 6 seconden
Astma
- ontstekingsreactie in luchtwegen
- extra productie mucus
- verlaagde FEV1, normale FVC
Gastransport in het bloed
Door hemoglobine kan zuurstof 65 x beter opgenomen worden
1 liter bloed kan ong. 200 mL zuurstof binden
De hoeveelheid zuurstof die bindt aan rode bloedcellen hangt af van:
- de PO2 in het plasma rond de rode bloedcellen
- het aantal hemoglobine binding sites beschikbaar aan de rode bloedcellen
Arteriële PO2 : 100 mm Hg -> 100% verzadigd Hb
Veneuze PO2 : 40 mm Hg -> 75% verzadigd Hb
O2 verlies = 25% van door hemoglobine aangedragen O2
Zuurstof dissociatie curve
Curve naar rechts -> verminderde affiniteit
De affiniteit van hemoglobine voor O2 is afhankelijk van:
1. temperatuur omhoog – affiniteit omlaag
2. pH omlaag – affiniteit omlaag
3. pCO2 omhoog – affiniteit omlaag
4. 2,3-BPG omhoog – affiniteit omlaag
Koolstofdioxide (CO2)
CO2 en bicarbonaat: 70% van de CO2 wordt omgezet in bicarbonaat. Het enzym carbonische
anhydrase (CA) doet dit.
Hemoglobine en CO2: 70% van de CO2 bindt aan hemoglobine.
De rest van CO2 is opgelost.
CO2 wordt verwijderd in de longen.
Neuronen in de medulla controleren het ademhalen.
Centrale en perifere chemoreceptoren modificeren het ritme van het ademhalen.
Perifere chemoreceptoren:
Zitten in de halsslagader en arteriën van de aorta en merken verschil op dmv glomus cellen in: PO2 of
pH verlaging en PCO2 verhoging van het plasma. Dan ga je sneller ademhalen. Dit gebeurt doordat de
glomus cellen de K+ kanalen inactiveren wat voor repolarisatie zorgt. Daardoor openen de Ca2+
kanalen en die zorgen ervoor dat neurotransmitter wordt vrijgelaten.
Centrale chemoreceptoren:
Liggen in de hersenstam en reageren alleen op PCO2. Wanneer PCO2 verlaagd, ga je meteen sneller
ademhalen.
Inspanning.
Verhoogde ademhaling en verhoogde perfusie (doorstroming van het bloed ).
Bij conditie -> VO2 max , dit is de maximale O2 capaciteit, gaat omhoog.
Regulatie van de spijsvertering
Motiliteit
Voor het mixen van de voedselbrij en voor de beweging van de brij dmv peristaltiek.
Van maag tot dikke darm duurt het ongeveer 90 minuten.
Peristaltiek: circulaire contractie achter de bolus.
Segmentale contracties: random contracties van circulaire spieren, longitudinale spieren ontspannen.
Slow waves zorgen niet voor een actiepotentiaal en dus niet voor contractie in de spiervezel
(gladspierweefsel). Dan gaan de Ca2+ kanalen open en die zorgen voor een actiepotentiaal. Het zijn
regelmatige depolarisaties. Ze worden geïnitieerd door speciale cellen: cellen van Cajal.
Secretie
7 liter per dag wordt afgegeven door het verteringssysteem en bevat: water en ionen, vooral Na+,
K+, Cl-, HCO3- en H+. Ze worden eerst afgegeven en dan weer opgenomen dmv reabsorptie.
Ionen worden getransporteerd dmv kanalen. Zo zijn er verschillende kanalen: CFTR chloride kanalen
bijv. Defect in deze kanalen zorgt voor cystisch fibrose.
Partiële cellen in de maagklieren scheiden HCl uit voor een zuur milieu.
De pancreas scheidt bicarbonaat uit omdat het zure milieu te neutraliseren. De exocriene deel
bestaat uit acini en ducten die het afgeven aan het bloed.
NaCl wordt afgegeven door de crypten in de dunne- en dikke darm. Het zorgt voor het smeren van de
bolus.
Enzymen worden afgegeven door klieren in de mond of door de pancreas.
Gespecialiseerde enzymen geven slijm af. Het heeft een beschermende functie.
Speeksel wordt afgegeven door de speekselklieren in de mond. Bestaan ook uit acini en ducten.
Speeksel bevat water, ionen, slijm en eiwitten zoals enzymen.
Lever
Functie: afgifte van gal, en omzettingen (glycogeen), verwijdering van rode bloedcellen en
gif/afvalstoffen, aanmaak van plasmaeiwitten en hormoonsecretie
De lever ontvangt O2-rijk bloed uit de lever arterie (hepatic artery) en ontvangt nutriëntrijk bloed uit
de poortader. Het voert bloed af via de lever ader (hepatic vein).
De levercellen zijn hepatocyten. Tussen de hepatocyten zitten sinusoïden. De macrofagen in de
sinusoïden zijn kupffer cellen.
Gal en pancreasenzymen gaan naar het duodenum via de sfincter van Oddi. Gal voor emulficatie en
niet voor vertering. Hierdoor wordt het beter toegangelijk voor pancreasenzymen (lipases).
CCK en scretine reguleren de afgifte van gal.
Detoxificatie: Hepatocyten bevatten veel glad ER. Afbraak van endogene en exogene stoffen.
Regulatie van de GI functie.
Verteringsreflexen vanuit het CZS worden lange reflexen genoemd.
Cephilac reflexen beginnen buiten het CZS en beginnen in de hersenen.
Korte reflexen beginnen in het darmzenuwstelsel.
Reflexen maken gebruik van peptiden. Ze kunnen handelen als hormoon en worden afgegeven in het
bloed en vervoert naar bijvoorbeeld de hersenen. Ze stimuleren of de stimuleren motiliteit en
secretie.
Het darmstelsel heeft zijn eigen zenuwstelsel en kan onafhankelijk handelen. Het darmzenuwstelsel
deelt vele functies met het CZS.
1. De innerlijke neuronen. Zijn van het CZS maar liggen in de darm
2. Veel neurotransmitters zijn gelijk in het darmstelsel als in het CZS.
3. De gliale cellen van de neuronen lijken meer op die van het CZS dan van het PZS.
4. De diffusie barrière.
5. Het integratie centrum is het neuronale netwerk zelf bij de darmzenuwstelsel, net zo als bij het CZS
GI peptiden
Stimulus voor afgifte
Primaire doelorgaan
Primaire effect
Peptides en
aminozuren
ECL cellen en pariëtale
cellen
Stimuleert maagzuur afgifte en groei
van mucosa
Vetzuren en
sommige
aminozuren
Galblaas, pancreas en
maag
Secretine
Zuur in de dunne
darm
Pancreas, maag
Motiline
Wordt elke 1,5-2uur
vrijgelaten
Glucose, vetzuren,
en aminozuren in de
dunne darm
Gemixte maaltijd die
koolhydraten en
vetten bevatten
Maag en gladde darm
cellen
B-cellen van de
pancreas
- Stimuleert galblaas contractie en
secretie van pancreasenzymen
- Inhibeert maagleging en zuur
secretie
- Stimuleert bicarbonaat secretie
- Inhibeert maagleging en zuur
secretie
Stimuleert migrating motor complex
Maag
Gastrine
Darm
CCK
GIP
GLP-1
Endocriene pancreas
- Stimuleert insuline afgifte
- Inhibeert maagleging en zuur
secretie
- Stimuleert insuline afgifte
- Inhibeert glucagon afgifte en de
maag functie
Maag.
De maag heeft 3 belangrijke functies:
1. Opslag. Het slaat voedsel op zodat het daarna naar de dunne darm kan.
2. Vertering. Het maakt van voedsel een mix genaamd chyme.
3. Bescherming. Het beschermt het lichaam door bacteriën etc. te vernietigen.
Het bovenste deel van de maag houd voedsel vast en het onderste deel is bezig met vertering.
De maag geeft zuren en enzymen af
Zuur secretie: Pariëtale cellen geven HCl af. HCl activeert pepsine, enzym dat eiwitten verteerd en
denatureerd. HCl helpt ook bij het vernietigen van bacteriën en het inactiveerd amylase en stopt dus
ook de koolhydraatvertering.
Enzymsecretie: Hoofdcellen geven het inactieve enzym pepsinogeen af. H+ activeert pepsinogeen tot
pepsine.
Paracriene secretie: ECL cellen geven histamine af. Histamine stimuleerd HCl afgifte. D cellen geven
SS (groeihormoon) af.
Hormoon secretie: G cellen geven het hormoon gastrine af in het bloed. Gastrine wordt afgegeven
wanneer er aminozuren en peptiden in de maag aanwezig zijn.
Darmen.
1. Chyme activeert het ENS. 3 hormonen zorgen voor motaliteit: secretine, CCK en GIP.
2. Secretine door de zure chyme. Het zorgt voor bicarbonaat afgifte.
3. CCK wordt afgegeven in het bloed als de maaltijd vetten bevatten.
4. GIP en GLP-1 worden afgegeven wanneer de maaltijd koolhydraten bevatten.
De secreties die worden toegevoegd:
1. Bicarbonaat voor het neutraliseren van het zure milieu. Wordt afgegeven door de pancreas.
2. Slijm van de intestinal goblet cellen voor bescherming van het epitheel.
3. Gal door CCK, die de galblaas stimuleert.
4. Verteringsenzymen geproduceerd door de intestinal epitheelcellen en acinar cellen van de
exocriene pancreas.
Bloedvaten.
De binnenkant van de meeste bloedvaten bestaat uit glad spierweefsel, ook wel vasculaire gladde
spieren genoemd.
De nieren
Functies van de nieren:
1. Regulatie van het extracellulaire vloeistof volume en bloeddruk
2. Regulatie van de osmolariteit
3. Behouden van de ion balans
4. Homeostase regulering van de pH
5. Excretie van afval
6. Productie van hormonen
Het urinesysteem bestaat uit de nieren, ureter (afvoerbuis vanaf elke nier), urineblaas en de urethra
(urinebuis).
De nier bestaat uit 2 lagen: de cortex en de medulla. Hierin liggen nefronen, 1 miljoen per nier.
Bloed stroomt van de afferente arteriole in het netwerk van capillairen (glomerulus). Bloed verlaat
het netwerk via de efferente arteriole naar de 2e set van arteriolen (peritubulaire capillairen) die om
de tubule liggen.
De nefron begint met het kapsel van Bowman, dat om de glomerulus ligt. De glomerulus + kapsel van
Bowman wordt ook wel nier lichaampje genoemd. Het kapsel van Bowman filtert vloeistoffen in de
proximale tubule in de lus van Henle die in de medulla gaat en dan weer terug. De lus van Henle is
opgedeeld in 2 delen: het descending deel en het ascending deel. Daarna gaat de vloeistof door de
distale tubule. De distale tubule is verbonden met een verzamelende duct. Het duct gaat over in de
nierbekken en deze gaat over in de ureter.
Filtratie, reabsorptie en secretie vinden plaats in de nefronen.
Filtratie
Verandering van bloed naar lumen.
Filtratie vindt plaats in het nier lichaampje.
Er is een filtratie barrière. De eerste barrière is het capillaire endotheel. De tweede barrière is het
basale lamina. De derde barrière is het epitheel van het kapsel van Bowman (podocyten). Podocyten
hebben lange cytoplasmische extensies genaamd voet processors. Tussen de deze voet processors
zitten filtratie sleuven.
Capillaire druk veroorzaakt filtratie
1. Hydrostatische druk van bloed door de glomerulaire capillairen
2. Colloid osmotische druk in het glomerulaire capillair
3. Vloeistof druk
Het volume dat per minuut wordt gefilterd door het kapsel van Bowman = glomerulaire filtratie rate
(GFR). Het wordt beïnvloed door 2 factoren: filtratiedruk en de filtratie coëfficiënt.
GFR is relatief constant.
Myogene respons: wanneer de bloeddruk omlaag gaat, gaat de GFR ook omlaag.
Tubuloglomerulaire feedback: lokale controle van de vloeistof flow door de tubule dat de GFR
beïnvloed.
Wanneer GFR verhoogd, verhoogd de flow door de tubule en arteriolen vernauwen.
Reabsorptie.
99% van alles dat gefilterd wordt, wordt weer opgenomen uit nierbuisjes naar capillairen.
Actief transport: Water en oplossingen.
Natrium ook dmv actief transport
Ureum dmv passief transport.
Plasma eiwitten gaan in de proximale tubule in dmv endocytose.
Open een gegeven moment is er een verzadigingspunt van transport. Er is dan een transport
maximum bereikt (Tm) (y-as). Renale drempel is bij welke concentratie het Tm is bereikt (x-as).
Secretie.
Van de capillairen naar de nierbuisjes en hangt net zo als reabsorptie af van membraantransport. Het
is dus een actief transport tegen de concentratiegradiënt in.
Excretie.
Vindt alleen plaats in het duct, want het is urine uitscheiding.
Excretie = filtratie – reabsorptie + secretie
Clearance = de snelheid waarmee de oplossing verdwijnt uit het lichaam dmv excretie.
Clearance van X = excretie snelheid van X / concentratie van X plasma
Filtratie van X = concentratie van X plasma x GFR
Door clearance kun je kijken naar het handelen van de nier, zit er glucose in de urine?
Energiehuishouding
De eerste wet van thermodynamica is dat energie nooit verloren gaat.
Directe calorimetrie: warmte die vrijkomt van een product weten in een calorimeter.
Indirecte calorimetrie: zuurstofconsumptie meten
Basal metabolic rate (BMR) is lager dan resting metabolic rate (RMR)
Factoren die de metabolic rate beïnvloeden:
1. Leeftijd en geslacht – Mannen hebben hoger BMR van vrouwen, en BMR wordt naarmate je ouder
wordt minder
2. Hoeveelheid spierweefsel – hoe meer spieren hoe hoger BMR
3. Fysieke activiteit – hoe meer activiteit, hoe hoger BMR
4. Dieet – hoe meer eiwitten hoe hoger BMR
5. Hormonen – thyroid en catecholamines verhogen BMR
6. Genetisch bepaald
Energie wordt opgeslagen in vet en als glycogeen.
Metabolisme = stofwisseling
Anabolisme = opbouw (synthese) opslag van energie
Katabolisme = afbraak (digestie) vrijmaking van energie
Voor: levering energie en opbouw cellen
Glycogenese: glucose -> glycogeen
Glycogenolyse: glycogeen -> glucose
Glyconeogenese: aanmaak van glucose uit aminozuren uit lactaat of glycerol en niet uit vetzuren!
Wordt vooral gedaan in de lever en ook in de nieren. Er is ATP voor nodig en gebeurd bij een laag
bloed glucose gehalte.
De novolipogenese: glucose naar vetten
Proteolyse: eiwitafbraak tot aminozuren
Deaminering: afsplitsing aminogroep (NH3)
Ketogenese: bij hoge vetverbranding wordt lactaat gevormd. Ketonzuren worden gemaakt, als
citroenzuurcyclus het niet aankan. Kan komen door langdurig vasten en diabetes millitus.
Energiebron: ATP
ADP -> ATP kost veel energie
ATP -> ADP komt veel energie vrij
Oxidatieve verbranding =reactie met O2 en dit levert ATP op voor arbeid
Glucosekatabolisme
Glucose -> glycolyse -> 2x lactaat -> afbraak CO2 tot H2O -> ATP vorming
ATP wordt gegenereerd in mitochondriën dmv citroenzuurcyclus en oxidatieve fosforylering (binding
H+ aan O2)
Absorptieve fase: absorptie van nutriënten
Postabsorptieve fase: geen absorptie
Insuline.
De pancreas heeft Eilandjes van Langerhans. B-cellen hiervan produceren insuline en de A-cellen
scheiden glucagon uit. De overige cellen zijn D-cellen.
Insuline verlaagt de glucosespiegel, door glucose opname te verbeteren.
GLUT: kanaaltjes (transporteiwitten) van glucose over het membraan (passief transport - diffusie)
GLUT4: in spier en vetweefsel stimuleert insuline de verplaatsing van intracellulair opgeslagen GLUT4
naar het celmembraan.
GLUT2: glucosetransport in de lever voornamelijk via GLUT2, via concentratiegradiënt
Glucagon is de antagonist van insuline en wordt gemaakt door de lever.
In de absorptieve fase gaat insuline concentratie omhoog en glucagon concentratie omlaag.