inhoudtafel (semester 2)

inhoudtafel (semester 2)
1. Materie en energie ............................................................................................2
1.1 chemische samenstelling van organismen (zie vroeger – zie practicum)............2
2. Autotrofie .........................................................................................................2
2.1 fotosynthese (10U).......................................................................................2
2.2 De licht- en de donkerreactie (9) ...................................................................4
2.2.1 De lichtreacties van de fotosynthese ........................................................4
2.2.2 De donkerreacties van de fotosynthese ....................................................5
2.2.3 Samenvattend schema van de fotosynthese: ............................................6
2.3. Chemosynthese (11U - 12U) ........................................................................8
2.4. Het belang van de fotosynthese....................................................................9
3. Enzymen ........................................................................................................10
3.1. Bouw functie en werking van de enzymen (13) ............................................10
3.2. Vertering van sachariden, lipiden en proteïnen. (15) ....................................13
3.3. Absorptie van voedingsstoffen (16).............................................................16
4. ademhaling en gisting .....................................................................................17
4.1 celademhaling, vorming van ATP door mitochondriëen (17) ...........................17
4.1.1. Oxidatie van verschillende voedselbestanddelen. (18) ............................17
4.1.2. de glycolyse ........................................................................................18
4.1.3. de citroenzuurcyclus of Krebscyclus ......................................................19
4.1.4. de terminale oxidatie ...........................................................................20
4.1.5. Overzichtsschema van de celademhaling ...............................................20
4.1.6. Celprocessen.......................................................................................21
4.2. Alcoholische gisting en melkzuurgisting (20)................................................22
5. Homeostase....................................................................................................23
5.1. Het begrip homeostase (21) .......................................................................23
5.2 Thermoregulatie bij de mens (26c) ..............................................................24
5.3 Homeostatische functies van het bloed en lymfe (22) ....................................25
5.3.1. Waarom is transport noodzakelijk?........................................................25
5.3.2. Dissectie van een zoogdierhart .............................................................26
5.3.3. De werking van het hart.......................................................................27
5.3.4. Het elektrocardiogram .........................................................................28
5.3.5. De bloeddruk ......................................................................................28
5.3.6. De bloedvaten .....................................................................................29
5.3.7. Het lymfevatenstelsel (23) ...................................................................30
5.4. Afweer tegen lichaamsvreemde stoffen (24-25) ...........................................31
5.4.1. de niet-specifieke afweer......................................................................31
5.4.2. de specifieke afweer ............................................................................31
5.4.3. Vaccinatie ...........................................................................................34
5.4.4 Transplantaties.....................................................................................34
5.4.5. Allergieën ...........................................................................................35
5.4.6. AIDS-virus ..........................................................................................36
5.4.7. de bloedgroepen en de resusfactor........................................................38
K. Van Nuffel
Cursus Biologie 5
de
jaar Wetenschappen
1
stofwisselingsprocessen en hun regulatie
1. Materie en energie
1.1 chemische samenstelling van organismen (zie vroeger – zie practicum)
2. Autotrofie
2.1 fotosynthese (10U)
Planten zijn in staat om hun voedingsstoffen zelf te maken. We noemen ze ...............
............................... organismen. De groene planten hebben daarvoor een uniek
systeem, nl de .................................................... . Hierbij worden voedingsstoffen
opgebouwd en dit opbouwproces noemen we ............................................. Dit in
tegenstelling tot katabolisme waar voedingsstoffen worden afgebroken.
De voedingsstoffen die de planten maken zijn ............................. en .....................
Glucose is een monosaccharide die bestaat uit 6 koolstofatomen en is daarom een
hexose
Vinden we dit ook terug in bladeren?
Proef 1 de zetmeelproef.
We nemen enkele takjes waterpest, die goed belicht werden, en dompelen die onder
in kokend water. We doen ze daarna in een erlenmeyer met ethanol. en verwarmen
de ethanol op.
1. Welke kleur krijgt het ethanol? .......................................
2. Wat is jouw verklaring?
........................................................................................................................
........................................................................................................................
We blijven verwarmen tot de blaadjes volledig ontkleurt zijn en nemen de takjes eruit.
We leggen de takjes op een glazen schaal en gieten er wat lugol over.
K. Van Nuffel
Cursus Biologie 5
de
jaar Wetenschappen
2
3. Welke kleur krijgen de takjes nu? ..............................................
Besluit:
........................................................................................................................
In de bladeren van planten wordt aan fotosynthese gedaan. Daarvoor zitten in
plantencellen de groene chloroplasten. Ze zijn groter dan de mitochondrieën en
lijken op pitabroodjes.
Bouw van een chloroplast
De thylakoïden bevatten chlorofyl en enzymen die nodig zijn voor de fotosyntheseproces. In de chloroplasten zitten niet alleen groene chlorofylpigmenten maar
ook nog carotenoïden (oranje-geel) en xantofyl (geel-bruin).
Waarom zien bladeren groen? .............................................................................
.......................................................................................................................
Om zetmeel te vormen heeft een cel ............................, ....................................,
.........................................., en ...................................... nodig.
Daaruit kunnen we ook algemene formule van de fotosynthese afleiden:
Als een pigment lichtenergie absorbeert, kunnen er drie dingen gebeuren:
1. ...............................................................................................................
2. ...............................................................................................................
3. ...............................................................................................................
K. Van Nuffel
Cursus Biologie 5
de
jaar Wetenschappen
3
2.2 De licht- en de donkerreactie (9)
De lichtintensiteit wordt uitgedrukt in ...............................
Uit de eerste grafiek kunnen we afleiden dat de fotosynthese afhankelijk is van de
.......................... Bij lichtintensiteit van ca. .............. lux bereiken we een plafond.
We merken in de tweede grafiek dat de fotosynthese ook afhankelijk is van de ..........
Uit deze vaststellingen kunnen we besluiten dat er 2 reacties zijn bij de fotosynthese.
1. De lichtreacties, dit zijn fotochemische reacties, die enkel van ...........................
afhankelijk is en niet van ......................................... .
2. De donkerreactie is een louter chemische reactie die wel afhankelijk is van .........
maar niet van ........................................ .
2.2.1 De lichtreacties van de fotosynthese
a. De vorming van ATP
Dit proces wordt ook fotofosforylatie genoemd, wat betekent: foto
............................................. en fosforylatie, het toevoegen van een fosfaatgroep
aan ................... zodat we ................... verkrijgen.
Wanneer we chlorofyl belichten gaat dit chlorofyl deze lichtenergie absorberen en
komt zo op een hoger energieniveau. Chlorofyl kan echter terugkeren naar de
grondtoestand door deze energie doorgeven aan ADP die daarmee een derde
fosfaatgroep aantrekt.
De fotofosforylatiereactie is nu:
K. Van Nuffel
Cursus Biologie 5
de
jaar Wetenschappen
4
b. De splitsing van water
Dit proces wordt ook wel fotolyse genoemd, dat komt van foto (licht) en lyse ...........
Bij het terugkeren naar de grondtoestand gaat niet alle energie naar de vorming van
ATP, maar ook naar de splitsing van water.
2H2O  2H+ + 2OH- + 2e2OH-  2H2O + 1/2 O2
H2O  2H+ + 1/2 O2 + 2eDe waterstofionen kunnen gebonden worden aan grote moleculen die we Hacceptoren noemen. In de levende cel speelt NADP (nicotinamide-adeninedinucleotide-fosfaat) deze rol. Zo wordt NADP door de opname van waterstofionen
NADPH 2.
Bij de splitsing van water hebben we ook een product wat de plant niet kan gebruiken,
nl. ................. Dit wordt verwijderd en komt ........................................ terecht.
De fotolyse van water is nu:
De beide processen van de lichtreactie gebeuren in de chloroplasten en kunnen we nu
in één reactie noteren:
2.2.2 De donkerreacties van de fotosynthese
In de donkerreactie wordt ........................... omgezet in .......................................
Deze reactie kost energie die de plant haalt uit ......................................................
De donkerreactie heeft ook nood aan waterstofionen die de plant haalt uit ................
..............................................................................
De donkerreactie is een volledig cyclus die ook wel de Calvin-cyclus wordt genoemd.
De Calvincyclus kunnen we nu ook als volgt noteren:
De gevormde glucosemoleculen kunnen daarna omgezet worden in ..........................
en ........................................ . Op die manier kan de energie vastgehouden worden
en opgestapeld worden. Zetmeel vinden we dan ook terug in kleine korreltjes in het
stroma van de chloroplasten (zie proef 1).
K. Van Nuffel
Cursus Biologie 5
de
jaar Wetenschappen
5
2.2.3 Samenvattend schema van de fotosynthese:
K. Van Nuffel
Cursus Biologie 5
de
jaar Wetenschappen
6
K. Van Nuffel
Cursus Biologie 5
de
jaar Wetenschappen
7
2.3. Chemosynthese (11U - 12U)
Wanneer we vochtige grond in de kelder zetten, dan merken we dat daar toch
bacteriën kunnen in groeien. Aangezien licht hier niet als energiebron kan dienen
moet de energie uit scheikundige reacties komen van stoffen die in de grond zitten.
Deze scheikundige reacties zijn oxidaties van anorganische stoffen.
Enkele voorbeelden.
Om die reden spreken we hier van chemosynthese.
Deze bacteriën zijn echter ook autotroof, zodat we ze .............................................
kunnen noemen. Dit wil zeggen dat ze CO2 omzetten tot C6 H12 O6 via de .................
De voornaamste rol die deze bacteriën ligt in de kringloop van stoffen in de natuur.
Enkele voorbeelden:
K. Van Nuffel
Cursus Biologie 5
de
jaar Wetenschappen
8
2.4. Het belang van de fotosynthese
K. Van Nuffel
Cursus Biologie 5
de
jaar Wetenschappen
9
3. Enzymen
3.1. Bouw functie en werking van de enzymen (13)
We kunnen stoffen (zoals voedingstoffen) chemisch afbreken. Daarvoor maakt ons
lichaam bvb. verteringssappen, dit zijn enzymen:
Een enzym of biokatalysator is een eiwit met een actief centrum dat in staat is om
met een zeer specifiek substraat te binden. (Sleutel op het slot). Nu kan de
afbraakreactie beginnen waarbij het substraat wordt gesplitst in twee nieuwe stoffen
en het enzym ongewijzigd blijft. Nadien gaat het enzym op zoek naar een volgend
specifiek substraat.
Ook opbouwreacties worden verricht dankzij enzymen.
K. Van Nuffel
Cursus Biologie 5
de
jaar Wetenschappen
10
Boven zien we twee grafieken staan met de werking van enzymen.
De eerste grafiek leert ons dat de werking van een enzym ......................................
........................................................................................................................
De optimale temperatuur is .................................................................................
Bij te hoge temperatuur zal het enzym denatureren.
Enzymen van bacteriën .......................................................................................
........................................................................................................................
terwijl vissen .....................................................................................................
........................................................................................................................
De tweede grafiek leert ons dat de werking van een enzym .....................................
........................................................................................................................
Proef
Doe in drie proefbuizen ongeveer 5 ml zetmeeloplossing en kleur die met lugol. We
doen nu in de eerste en de tweede proefbuis 2ml verdund speeksel. We zetten nu
proefbuis 1 en 3 in een warmwaterbadje van 37°C. De tweede proefbuis houden we
bij kamertemperatuur
Wat stel je vast? ................................................................................................
Verklaar: ..........................................................................................................
........................................................................................................................
We dompelen nu een clinistix in de oplossingen:
Wat kunnen we daaruit besluiten? ........................................................................
........................................................................................................................
Besluit: In de mondholte .....................................................................................
door het enzym .............................................. uit de speekselklieren.
K. Van Nuffel
Cursus Biologie 5
de
jaar Wetenschappen
11
De proef laat U onderstaande resultaten zien.
0 min.
15 min
30 min
45 min
Vragen:
1. Welk van volgende uitspraken is juist? Leg uit!
•
Enzymen zijn werkzaam in een bepaald pH-gebied.
•
Enzymen verhogen de energie van de moleculen die aan de reactie deelnemen.
•
Enzymen zijn werkzaam op een bepaald substraat.
2. Een bekerglas met een enzymoplossing staat per ongeluk op een hete kookplaat.
Daardoor wordt het enzym onwerkzaam. Welke verandering doet zich voor?
3. Het pH-optimum van pepsine ligt tussen 2 en 4.
•
Wat betekent dit?
•
Hoe wordt die lage pH tot stand gebracht?
4. Zijn de zgn. biologische waspoeders (met enzymen) efficiënt voor het verwijderen
van roest-, vet-, inkt- en bloedvlekken?
K. Van Nuffel
Cursus Biologie 5
de
jaar Wetenschappen
12
3.2. Vertering van sachariden, lipiden en proteïnen. (15)
Besluit:
In de mondholte wordt koolhydraatzetmeel afgebroken tot ...........….…....... door het
enzym amylase van de speekselklieren. Daarna wordt maltose afgebroken tot ..........
door het het enzym ...............................
K. Van Nuffel
Cursus Biologie 5
de
jaar Wetenschappen
13
Besluit:
In de maag worden polypetidenketens afgebroken tot ...........….…................ door
het enzym ........................ van de maagsapklieren.
K. Van Nuffel
Cursus Biologie 5
de
jaar Wetenschappen
14
Overzichtsschema vertering van voedsel bij de mens
K. Van Nuffel
Cursus Biologie 5
de
jaar Wetenschappen
15
3.3. Absorptie van voedingsstoffen (16)
K. Van Nuffel
Cursus Biologie 5
de
jaar Wetenschappen
16
4. ademhaling en gisting
4.1 celademhaling, vorming van ATP door mitochondriëen (17)
Bij de ademhaling wordt O2 opgenomen en CO2 afgegeven, d.w.z. dat we meer
afgeven dan dat we opnemen. Waar komt nu dit C-atoom vandaan?
4.1.1. Oxidatie van verschillende voedselbestanddelen. (18)
K. Van Nuffel
Cursus Biologie 5
de
jaar Wetenschappen
17
Deze energie hebben we nodig om onze normale lichaamsactiviteiten te garanderen.
Om energie uit de voedingsstoffen te halen moeten we deze stoffen .........................
of oxideren. Voor de verbranding van glucose geldt:
Bemerk dat deze reactie de omgekeerde reactie is van de .......................................
De energie wordt opgeslagen onder de vorm van ............... . We hebben hier ook een
afvalproduct nl. ............................... of ............................. We kunnen ook vetten
en eiwitten verbranden. Ook zij leveren energie en afvalproducten, nl. ...............
De celademhaling is de verbranding van glucose en verloopt in het lichaam erg
traag. Het gaat via verschillende tussenfasen, want als we te snel verbranden zou al
de energie omgezet worden in warmte. Voor elke fase is een specifiek enzym
noodzakelijk, die enzymen worden vaak geholpen door hulpstoffen, nl. de co-enzymen
of co-factoren.
De celademhaling bestaat uit 3 stappen:
1. .............................................
2. .............................................
3. .............................................
4.1.2. de glycolyse
Bij de glycolyse wordt een glucose molecule (C6) in twee pyrodruivezuur moleculen
(C3) gesplitst. Eigenaardig genoeg wordt eerst 2 molecule ATP verbruikt om te starten
(ontsteking). Maar uiteindelijk is er winst van 2 ATP omdat uit deze splitsing 4
moleculen ATP gevormd worden. Ook wordt het co-enzym NAD gereduceerd tot
NADH2 Deze reacties komen voor in het cytoplasma van de cel
K. Van Nuffel
Cursus Biologie 5
de
jaar Wetenschappen
18
Alvorens de krebs- of citroenzuurcyclus begint wordt van het pyrodruivezuur een
CO2 molecule afgesplitst. Zo ontstaat azijnzuur (C2) waarbij opnieuw 1 molecule
NADH2 vrijkomt. Er wordt wel eerst nog het co-enzym CoAH aan het azijnzuur
gebonden, CH3-CO-CoA
4.1.3. de citroenzuurcyclus of Krebscyclus
Azijnzuur komt de cyclus binnen en verbindt zich met oxaalazijnzuur (C4) tot
citroenzuur (C6). Dit citroenzuur wordt via vele tussenstappen verder afgebroken.
Eerst via een C5 molecule (na opnieuw afsplitsing van CO2 ) nadien via een C4
molecule naar oxaalazijnzuur. Daarenboven wordt er per azijn molecule 1ATP, 3
NADH2 en 1 FADH2 (een co-enzym analoog aan NAD). De citroenzuurcyclus vindt
plaats in mitochondriëen van de cel.
K. Van Nuffel
Cursus Biologie 5
de
jaar Wetenschappen
19
4.1.4. de terminale oxidatie
Per glucosemolecule werden in glycolyse en de Krebscyclus samen ....... NADH2 en
...... FADH2 gevormd. Deze moleculen bevatten ook nog energie die de cel zal
benutten. De cel zal deze elektronendragers terug oxideren, waarbij uiteindelijk de
waterstof met zuurstof zal gebonden worden tot ........... . Het is slechts in dit stadium
dat onze ingeademde zuurstof wordt verbruikt. De vorming van CO2 gebeurde reeds
vroeger.
We zien dat de terminale oxidatie een kettingreactie is met verschillende enzymen en
co-enzymen. Als we 1 molecule NADH2 oxideren levert dit ........... ATP moleculen, bij
de oxidatie van FADH2 slechts .......... ATP.
Op die manier komen bij de terminale oxidatie ............ ATP moleculen vrij. Dit brengt
het totaal aan ATP voor de verbranding van 1 molecule glucose op ........... De totale
ademhalingsreactie is nu:
4.1.5. Overzichtsschema van de celademhaling
K. Van Nuffel
Cursus Biologie 5
de
jaar Wetenschappen
20
4.1.6. Celprocessen
De energie die zich in ATP bevindt, maakt de verschillende celprocessen mogelijk:
mechanische processen:
chemische processen:
transportprocessen:
elektrische processen:
lichtproductie
De vrijgekomen warmte verhoogt de temperatuur van het lichaam. Als dat bij
homeotherme dieren en bij de mens niet volstaat om de lichaamstemperatuur op peil
te houden, zal het organisme dat aanvullen met energie afkomstig van ATP.
K. Van Nuffel
Cursus Biologie 5
de
jaar Wetenschappen
21
4.2. Alcoholische gisting en melkzuurgisting (20)
K. Van Nuffel
Cursus Biologie 5
de
jaar Wetenschappen
22
5. Homeostase
5.1. Het begrip homeostase (21)
Een organisme heeft een vaste samenstelling, een vaste structuur en vaste
eigenschappen. Die elementen laten slechts bepaalde schommelingen toe, zonder dat
het organisme daar schade van ondervindt.
bvb: ...............................................................................................................
...............................................................................................................
Nochtans is de buitenwereld (extern milieu) sterk verschillende van het inwendige
(intern milieu). Dit veroorzaakt fysische en chemische wijzigingen, die door ons
lichaam moeten worden gecompenseerd.
bvb: Als je te warm hebt,...................................................................................
Als je te weinig vocht hebt, ........................................................................
Als je ......................................................................................................
Het inwendig milieu
constant houden
noemen we
homeostase.
Hiervoor hebben we
sensoren nodig:
.............................
............................
.............................
............................
.............................
............................
Hiervoor hebben we een controlecentrum nodig:
.......................................................
Hiervoor hebben we een effector nodig:
..........................................................
..........................................................
De verschillende componenten staan in verbinding met elkaar door ..........................
De controle gebeurt door een positieve of negatieve feedback:
........................................................................................................................
........................................................................................................................
........................................................................................................................
........................................................................................................................
K. Van Nuffel
Cursus Biologie 5
de
jaar Wetenschappen
23
5.2 Thermoregulatie bij de mens (26c)
Het constant houden van de temperatuur is van leven levensbelang en wordt
thermoregulatie genoemd. Bij de mens is dit 37°C. Dit geldt enkel voor de kern van
ons lichaam en niet voor de huid en ledematen, die doorgaans kouder zijn.
Vaak treedt nog een derde effect op bij het waarneming van koude:
........................................................................................................................
........................................................................................................................
........................................................................................................................
Andere voorbeelden regelmechanismen zijn
Vochtregulatie bij de mens
Koolstofdioxideregulatie bij de mens
K. Van Nuffel
Cursus Biologie 5
de
jaar Wetenschappen
24
5.3 Homeostatische functies van het bloed en lymfe (22)
5.3.1. Waarom is transport noodzakelijk?
Leid uit onderstaande figuur af waarom een transportsysteem levensnoodzakelijk is
voor het functioneren van het menselijk lichaam.
1..............................................................................................................................................
................................................................................................................................................
2..............................................................................................................................................
................................................................................................................................................
3..............................................................................................................................................
................................................................................................................................................
Wat is een shocktoestand voor ons lichaam?
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
K. Van Nuffel
Cursus Biologie 5
de
jaar Wetenschappen
25
5.3.2. Dissectie van een zoogdierhart
Oriëntatie
De voorzijde van het hart keer je naar je toe. Deze is te herkennen aan de witgele
bindweefselstrook die de kransslagaders en kransaders bevat. Deze bloedvaten
staan in voor de bloedvoorziening van het hart.
Longslagader (LSA)
De longslagader verschijnt aan de bovenkant van het hart, rechts van de
bindweefselstrook. Als we een dwarse doorsnede maken in de rechterkamer (RK)
zien we dat deze in verbinding staat met de LSA. Snij de wand van de LSA open in de
richting van de RK en zoek de drie halvemaanvormige kleppen die zorgen dat het
bloed slechts in één richting van de RK naar de LSA stroomt.
Hartkleppen
Snij van de RK in de richting van de rechterboezem (RB). Tussen de RK en de RB
bemerken we de witte klepvliezen. Ze vormen een trechter en zijn zo georiënteerd
dat het bloed van de RB naar de RK kan stromen. De kleppen zijn met stevige witte
peeskoordjes aan papilvormige uitstulpingen van de dikke spierwand van de kamer
bevestigd. Deze peeskoordjes beletten het doorslaan van de kleppen.
Aders
In de wand van de RB monden aders uit waarvan we de openingen kunnen
terugvinden. Aan de achterzijde van de RB mondt de onderste holle ader, aan de
bovenzijde de bovenste holle ader.
Aorta
De aorta, de grootste slagader vind je achter en onder de LSA. Dit bloedvat heeft een
grotere diameter dan de LSA. Van de aorta kunnen we tot in de linkerkamer (LK)
komen. Als we een dwarse doorsnede maken van de aorta naar de LK dan vinden we
opnieuw 3 halvemaanvormige kleppen die het bloed van de LK naar de aorta toelaten.
De hartkleppen tussen de LK en de linkerboezem (LB) kunnen aangetoond worden
door een overlangse doorsnede. Let op de openingen in de wand van de LB, het zijn
de uitmondingen van de longaders.
Hartstructuur
We kunnen aantonen dat de LK en de RK door een wand volledig van elkaar
gescheiden zijn. Hetzelfde geldt voor de LB en RB. Bemerk het verschil in dikte tussen
de wand van de LK en die van de RK. De holte van de LK is kleiner dan die van de RK.
Zie ook: http://users.pandora.be/whitethor/mm2/
K. Van Nuffel
Cursus Biologie 5
de
jaar Wetenschappen
26
5.3.3. De werking van het hart
Ons hart klopt, gelukkig, en de gangmaker van het hart ligt in het hart zelf en is een
sinusknoop, de pacemaker. Die ligt in de rechterboezemwand en zendt elektrische
impulsen uit via de boezemwand naar de atrio-ventriculaire knoop, op de scheiding
tussen boezem en kamer. Die A-V-knoop zendt impulsen uit via de bundels van His die
zich vertakt over de beide kamers. De kamers trekken samen en dit noemen we een
systole. De druk op het bloed doet de klepvliezen sluiten en het bloed kan weg door de
halvemaanvormige kleppen naar de slagaders. Door het ontspannen van de kamers en de
druk van het bloed worden nu de klepvliezen geopend en stroomt er bloed vanuit de
boezems in de kamers. Dit ontspannen noemen we diastole.
K. Van Nuffel
Cursus Biologie 5
de
jaar Wetenschappen
27
5.3.4. Het elektrocardiogram
5.3.5. De bloeddruk
Mijn bloeddruk is …………………………… en …………………………
Mijn hartslag bedraagt …………………………………
K. Van Nuffel
Cursus Biologie 5
de
jaar Wetenschappen
28
5.3.6. De bloedvaten
1. De bouw van de bloedvaten
Naargelang de functie zal de bouw de bloedvaten verschillen. Welke types van
bloedvaten bestaan er?
2. De bloedsomloop
Men spreekt van een dubbele bloedsomloop. Wat wordt daarmee bedoeld? ………………
…………………………………………………………………………………………………………
Benoem op onderstaande figuur de verschillende bloedvaten:
Wat is een poortader?
……………………………………………………………...................
………………..........................................................
K. Van Nuffel
Cursus Biologie 5
de
jaar Wetenschappen
29
5.3.7. Het lymfevatenstelsel (23)
De wanden van het bloedvatenstelsel zijn waterdicht. Er sijpelt een deel van het
bloedplasma door de wand van de haarvaatjes en komt dan in de omliggende
weefsels terecht. Dit geeft de cellen van het weefsel voedingsstoffen en neemt de
afvalstoffen weg. Een deel van dit weefselvocht keert terug naar de bloedbaan, maar
de rest komt in het lymfevatenstelsel terecht. Deze lymfekanalen voeren het
lymfevocht naar de ondersleutelbeenader, waar ze terug in de bloedbaan
terechtkomen. Op die manier draineren ze de weefsels.
Daar waar de ledematen overgaan in de romp kom je vaak lymfeknopen tegen. Op die plaatsen
kunnen bacteriën en andere indringers tot staan worden gebracht. Op die plaats zitten de B- en Tlymfocyten die korte metten maken met de indringers. Dit gebeurt wanneer de lymfeknopen
gezwollen staan en pijnlijk aanvoelen.
K. Van Nuffel
Cursus Biologie 5
de
jaar Wetenschappen
30
5.4. Afweer tegen lichaamsvreemde stoffen (24-25)
Ons lichaam wordt bedreigd door talrijke micro-organismen die ons lichaam willen
binnendringen en van ons aanvallen, ja soms vernietigen. Maar zover laten wij het
niet komen. We verdedigen ons lichaam met hand en tand en hebben daarvoor een
reeks van afweermechanismen ter beschikking.
Hoe komt het dat we niet permanent ziek zijn? ………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………
5.4.1. de niet-specifieke afweer
De wbc spelen een belangrijke rol bij de bescherming van ons lichaam tegen infecties.
Sommige (monocyten) zijn in staat om de bloedbaan te verlaten en zich snel naar de
ontstekingsplaats te begeven. Ze sluiten deze 'indringers' in en vernietigen die door
fagocytose. Die fagocyten eten alles wat lichaamsvreemd is op en vormen op die
manier de niet-specifieke afweer.
Geef een voorbeeld van deze afweer: ………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………..................................................
5.4.2. de specifieke afweer
Bij het bestuderen van dit experiment valt op dat de tweede muis niet dood gaat.
Verklaar? ……………………………………………………………………………………………...........................
De derde muis overleeft de dodelijke dosis bacteriën. Verklaar? ……………………………......
………………………………………………………………………………………………………................................
Waarom gebeurt deze afweer niet door de cellen die aan fagocytose doen?
………………………………………………………………………………………………………………….......................
Andere wbc (lymfocyten) kunnen antistoffen, ook antilichamen genoemd, vormen.
Afhankelijk van de plaats waar ze gevormd werden, worden ze ……………………..............
(bursa) of ………………………........... (thymus) genoemd.
K. Van Nuffel
Cursus Biologie 5
de
jaar Wetenschappen
31
De antilichamen zijn veel kleiner dan de cellen en bevinden zich in het serum. Ze
kunnen reageren tegen lichaamsvreemde stoffen die we antigenen noemen. Dit
kunnen virussen, bacteriën zijn ofwel grote moleculen die vrij zijn of die deze
indringers dragen op hun buitenkant. Zij zorgen voor een specifieke afweer of
humorale immuniteit.
De derde muis overleeft dankzij ………………………………………………………………….……………………
………………………………………………………………………...........................................................
Antilichamen zijn eiwitten (immunoglobulinen) bestaan uit 4 peptidenketens
(……………….) 2 zware en 2 lichte. Elke keten heeft een vast en een variabel gedeelte.
Het variabel gedeelte is het zeer specifieke gedeelte dat zal binden met één enkel
antigeen.
K. Van Nuffel
Cursus Biologie 5
de
jaar Wetenschappen
32
Wanneer nu een vreemd lichaam erin slaagt binnen te dringen in ons weefsel dan
treedt er een ontstekingsreactie op. Fagocyten trachten dit antigeen uit te schakelen,
lukt dit niet dan komt het antigeen via het bloed in een lymfeklier terecht. Daar
komen in contact met de T-lymfocyten, ook wel killercellen genoemd. Deze
killercellen beginnen te delen en verspreiden zich over het lichaam. Vanaf nu kunnen
ze elke cel die geïnfecteerd is door het antigeen doden. Ze doen dit door verterende
enzymen in die cel te spuiten.
Sommige T-lymfocyten blijven in het lichaam als geheugencel d.w.z. ……………………
………………………………………………………………………………………………………...............................
Kunnen de T-lymfocyten de klus niet klaren dan bestaan er T-helpercellen. Deze
cellen produceren stoffen die B-lymfocyten aanzet tot de productie van antilichamen.
De B-lymfocyten worden omgevormd tot plasmacellen die antilichamen vormen. Die
antilichamen zetten zich vast op het antigeen zodat het geïmmobiliseerd is. Dit
complex kan dan door fagocytose verwijderd worden.
Ook B-lymfocyten zijn voorbereid op een volgende aanval. Een klein gedeelte
plasmacellen zal opnieuw als geheugencellen bewaard blijven voor een eventuele
volgende aanval.
K. Van Nuffel
Cursus Biologie 5
de
jaar Wetenschappen
33
5.4.3. Vaccinatie
De immuunreactie hoe efficiënt ook heeft één groot nadeel nl. ……………………………..
………………………………………………………………………………………………………................................
Bij zware infecties kan deze reactie soms te laat zijn en daarom is de mens altijd op
zoek geweest naar hoe wij vreemde indringers toch een stapje voor kunnen zijn. Via
de geheugencellen kan de reactietijd enorm versneld worden. Die zorgen ervoor dat
bij een tweede contact het immuunsysteem direct reageert. Veel volwassenen hebben
op die manier immuniteit ontwikkeld tegen mazelen, roodvonk, kinkhoest,
windpokken in hun kinderjaren. Waarom krijg je deze ziekte nooit een tweede keer?
…………………………..………………………………………………………………………………………………………........
Nochtans krijgen we op volwassen leeftijd ook nog ziekten. Waarom worden wij
meermaals ziek aan het griepvirus? …………………………………………………………….…………........
…………………………………………………………………………………………….........................................
Om het ziek zijn zoveel mogelijk te vermijden heeft de farmaceutische industrie
vaccins ontwikkeld tegen een ganse reeks infectieziekten. Dit zijn verzwakte of dode
ziektekiemen waartegen ons lichaam reageert als ware het een indringer. Toch
worden we er niet ziek van. Door de immuunreactie houden we geheugencellen over,
die bij een infectie van de echte ziektekiemen, direct alarm slaan. De ziektekiem krijgt
geen kans zich te ontwikkelen.
Als een kind drie maand oud is krijgt het zijn eerste vaccincocktail DKTP (difterie,
kinkhoest, tetanus en poliomyelitis). Deze inentingen worden enkele keren herhaald
op latere leeftijd. Ook tegen mazelen, rode hond en de bof wordt tegenwoordig
gevaccineerd.
Mocht je toch ziek geworden zijn dan kan het toedienen van serum een oplossing zijn.
Serum werd gehaald uit het bloedplasma van personen die van de ziekte genezen
zijn. (proef met de muizen). De immuniteit die je bekomt door serumbehandeling is
echter maar tijdelijk omdat ……………………………………………………………………………………….......
………………………………………………………………………………………………………................................
5.4.4 Transplantaties
Bij weefseltransplantaties kan het lichaam van de acceptor het vreemde lichaam
afstoten. Dit is te wijten aan bepaalde glycoproteïnen die in de celmembraan
aanwezig zijn. Die glycoproteïnen zijn specifiek voor elke mens, ze zijn a.h.w.
moleculaire vingerafdrukken. Bij transplantaties worden zij beschouwd als antigenen.
We noemen ze daarom HLA (Humane Leukocyten Antigenen) waartegen het
lichaam zal reageren.
Bij transplantaties moet men dus zoeken naar een donor waarvan de
uitwisselbaarheid van de weefsels zo groot mogelijk is, m.a.w. waar het HLA
systemen het meest op elkaar gelijken. Dit noemen we de histocompatibiliteit.
Tezamen met het medisch onderdrukken van de immuunrespons.
K. Van Nuffel
Cursus Biologie 5
de
jaar Wetenschappen
34
5.4.5. Allergieën
Bij sommige mensen is het immuunsysteem echter zo gevoelig afgesteld dat bij het
minste contact met een vreemde stof er een immuunreactie ontstaat. Als er bij die
immuunreactie weefselbeschadiging komt, dan spreek men van een allergie.
Pollenkorrels, maar ook huidschilfers van katten en honden, stofdeeltjes, schimmelsporen, insectenbeten, enz bevatten een grote hoeveelheid allergieverwekkende
eiwitten. Wanneer een gevoelig persoon in contact komt met zo'n stof dan zullen de
B-lymfocyten zich omvormen tot plasmacellen en antilichamen maken. Bij de reactie
van de antilichamen komen stoffen zoals histamine vrij in het weefsel. Dit
veroorzaakt de gekende klachten bij allergieën:
 verhoogde afscheiding van kliercellen: slijmvorming en traanvorming.
 samentrekking van het glad spierweefsel met een vernauwing van de luchtpijp als
gevolg. (Astma)
 een verhoogde doorlaatbaarheid van de wand van de haarvaten, waardoor
oedeemvorming optreedt.
K. Van Nuffel
Cursus Biologie 5
de
jaar Wetenschappen
35
5.4.6. AIDS-virus
AIDS is een letterwoord en betekent Acquired Immune Deficiency Syndrome. Wat
letterlijk betekent dat we lijden aan een slecht functionerend immuunsysteem. Dit is
echter niet aangeboren maar wordt veroorzaakt door het HIV-virus. HIV betekent
Human Immunodeficiency Virus. d.w.z. een virus dat bij de mens de afweer aantast.
De eerste gevallen deden zich voor in 1981 in de Verenigde Staten, sindsdien heeft de ziekte zich daar
snel uitgebreid en is ook naar Europa overgebracht. Men kwam deze ziekte op het spoor, doordat zich in
San Fransisco enkele gevallen van een bijzondere huidkanker voordeden bij jonge homoseksuele
mannen. Dit Kaposi sarcoom kwam in de westerse landen slechts weinig voor en dan alleen nog bij
mensen met een nauwelijks functionerend afweersysteem. De Amerikaanse patiënten kregen bovendien
last van diverse infecties met micro-organismen, die bij gezonde mensen zelden of nooit ziekte
veroorzaken, omdat ze door het afweersysteem onschadelijk gemaakt worden.
Een virus is zeer klein en het bestaat uit eiwitten en een stukje erfelijk materiaal. Hier
is het erfelijk materiaal RNA. Ze kunnen niet zelfstandig leven maar gebruiken de
inboedel van de cellen om zich voort te planten. Eens een cel binnengedrongen
wordt het erfelijk materiaal in de kern gebracht in met die erfelijke codes worden
nieuwe virussen gemaakt. Na een tijd zitten honderden virussen in de cel en is de cel
a.h.w. leeggezogen. De cel sterft en de virussen komen vrij en infecteren nieuwe
cellen.
Lipide membraan
eiwitlaag (P17/18)
eiwitlaag (P24)
reverse transcriptase
RNA
eiwit ‘steel’ (gp41)
eiwit ‘hoed’ (gp120)
HIV infecteert onze T-helpercellen, maar in plaats van de cel direct leeg te zuigen
valt het als ware in slaap. Het kan zich daar jaren in schuil houden. Wanneer ze
wakker worden verplichten ze de T-helpercel om nieuwe virussen te maken die de cel
verlaten en op hun beurt een andere T-helpercel binnendringen. Zo verminderen deze
cellen langzaam maar zeker. Er wordt geen alarm meer geslagen, de B-lymfocyten
blijven inactief en is er geen immuunreactie meer. Parasieten, schimmels en virussen
worden normaal gezien direct opgeruimd maar krijgen nu vrij spel in ons lichaam.
Men noemt deze aandoeningen opportunistisch. Het lichaam verzwakt en de kans op
een ernstige infectie neemt toe. Uiteindelijk sterf de persoon aan een infectie die elke
gewone mens kan afweren,…
Toch reageert ons lichaam tegen dit HIV-virus en maakt het antilichamen. Die kunnen
in ons bloed worden opgespoord. Men is seropositief, d.w.z. …………………………………....
………………………………………………………………………………………………………................................
K. Van Nuffel
Cursus Biologie 5
de
jaar Wetenschappen
36
Waarom vernietigen deze antilichamen het virus niet? …………………………………………........
…………………………………………………………………………………………………………..............................
Waarom kunnen de geheugencellen bij het vrijkomen van het virus niet direct alarm
slaan? …………………………………………………………………………………………………………....................
Waarom kunnen we geen vaccin maken tegen het HIV?
…………………………………………………………………………………………………………..............................
Men kan HIV slechts 6 maand na de infectie opsporen, men is kerngezond en kan
tijdens die periode vele mensen besmetten. De besmetting gebeurt hoofdzakelijk
d.m.v.:
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
Toch krijgt men niet direct AIDS, het virus kan tot 10 jaar in het lichaam aanwezig
zijn zonder dat die persoon er hinder van ondervindt. Een geneesmiddel tegen AIDS
bestaat nog niet, enkel AZT (Azidothymidine) kan momenteel het virus wat
afremmen. Voorts worden en nog enkele cocktails getest die daarin een beter
resultaat geven. Men streeft op dit moment naar een virusremmer die het virus
levenslang kan blokkeren, zodat je drager blijft maar normale levensverwachtingen
hebt.
Het voorkomen van een besmetting is dus uitermate belangrijk. Dit kan gebeuren
d.m.v.:
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
K. Van Nuffel
Cursus Biologie 5
de
jaar Wetenschappen
37
5.4.7. de bloedgroepen en de resusfactor
We zouden denken dat het bloed bij alle mensen gelijk is en zonder problemen zou
kunnen uitgewisseld worden. Dit moeten we echter nuanceren en het bloed in 4
groepen indelen.
Bloedgroep A
Bloedgroep B
Bloedgroep AB
Bloedgroep O
Deze uitsteeksels (eiwitten) zijn genetisch bepaald. Wat uw eigen lichaam aanmaakt
is lichaamseigen, wat uw lichaam niet kent is lichaamsvreemd. Alles wat
lichaamsvreemd is wordt door het immuunsysteem afgebroken. Vul nu op
bovenstaand schema wie aan welke persoon bloed mag geven en ontvangen.
De betekenis van de resusfactor
K. Van Nuffel
Cursus Biologie 5
de
jaar Wetenschappen
38