DEEL 3 Het inwendige milieu van organismen in balans HOMEOSTASE Thema 7

Uitwendig en inwendig milieu van organismen Uitwendig en inwendig milieu van organismen 1 1 Elk organisme wisselt energie en materie uit met omgeving. Uitwendig milieu: Buiten het organisme Sommige organen staan met holtes in contact met uitwendig milieu Inwendig milieu of extracellulair milieu Lichaamsvloeistoffen tussen de lichaamscellen Intracellulair milieu: in de cellen

Uitwendig, inwendig en extracellulair milieu Uitwendig milieu: schommelingen in fysische en chemische omstandigheden. Homeostase: stabiele toestand die in het organisme wordt nagestreefd ondanks de omgevingsveranderingen

Dromedarissen overleven bij hoge temperaturen

Pinguïns overleven bij lage temperaturen

Het begrip homeostase 2 2 Homeostase = gelijke toestand (homoios= gelijk; stasis = toestand) = min of meer stabiele toestand van het inwendige milieu Parameters in ons lichaam: Lichaamstemperatur: 37°C Zuurtegraad: 7,35 – 7,45 Glucoseconcentratie: 0,1 g/ 100 ml

Principe van homeostase

Voorbeelden van veranderingen in je lichaam: buiten adem hijgen te warm zweten, uitzetten bloedvaten in de huid te koud rillen, kippenvel te weinig voedsel/vocht gevoel van honger/dorst

Homeostatische regelsystemen Homeostatische regelsystemen 3 3 Homeostatisch regelsysteem bestaat uit: De sensor  registreert veranderingen Het controle systeem  verwerkt info o.b.v. setpoints (instelpunten; bv. t° ± 37°C) De effector  reageert op info van controlecentrum Regelsysteem is een terugkoppeling of feedbacksysteem  Negatieve feedback: als de homeostase bereikt is, wordt het regelsysteem onderdrukt

Schematische voorstelling van een homeostatisch regelsysteem

Thermoregulatie Stabiel houden van de kerntemperatuur Warmte- en koudesensoren in de lederhuid

Zweten Bloedvaten huid wijder Kippenvel Bloedvaten huid nauwer Rillen Thermosensoren huid hypothalamus t° stijgt lichaam te warm t° daalt lichaam te koud

4.2Ontwikkelen van koorts Beschermingsmechanisme tegen pathogenen Veroorzaakt door pyrogene stoffen Ook mogelijk door uitwendige factoren: bv. zonnesteek

Vochtregulatie 5 5 Osmoregulatie: lichaamsvloeistoffen mogen niet te verdund of te geconcentreerd zijn ~ watergehalte ~ gehalte aan minerale zouten

Homeostatisch regelsysteem: Sensor: osmoreceptoren in hypothalamus Controlecentrum: dorstcentrum in hypothalamus Effector:  opwekken dorstgevoel  drinken  productie ADH door hypofyse  nieren

5.1Bouw van de nier Macroscopisch

5.1.2 Microscopisch: bouw van een nefron

Glomerulus = haarvatenkluwen 5. 2 Rol van de nieren in de homeostase

Samenstelling voorurine ureum water glucose zouten witte bloedcellen urinezuur creatinine

uit de voorurine: volledige reabsorbtie : glucose gedeeltelijke reabsorbtie : zouten & water 150 L voorurine  1,5 L urine (24 u) Voorurine ≠ urine

5. 3 Werking van ADH ter hoogte van de nieren ADH zorgt voor verhoogde permeabiliteit van de verzamelbuis Meer ADH  Hogere permeabiliteit (meer aquaporines)  Meer waterresorptie naar bloed  Minder waterverlies; meer geconcentreerde urine Minder ADH  Lagere permeabiliteit (minder aquaporines)  Minder waterresorptie naar bloed  Meer waterverlies; minder geconcentreerde urine

Regeling van de glucose- concentratie in bloed 6 6 Bloedsuikerspiegel: drempelwaarde ± 1g/l Homeostatisch regelsysteem: Sensor: receptoren in hypothalamus en pancreas Controlecentrum: in hypothalamus Effector:  bij te lage glucoseconcentratie: pancreas + bijnier  bij te hoge glucoseconcentratie: pancreas

6.1Pancreas en bijnier Pancreas: gemengde klier Endocrien: hormonen  glucagon  insuline Exocrien: pancreatine

Bijnier: glandulae adrenales Bijniermerg: adrenaline Bijnierschors: cortisol

6.2Aanpassingen bij een te hoge glucoseconcentratie Glucoseconcentratie in bloed boven drempelwaarde:  afgifte van insuline door β-cellen   Lever- en spiercellen zetten glucose om in glycogeen  Vetcellen zetten glucose om in vet

Invloed insuline op levercel

6.3Aanpassingen bij een te lage glucoseconcentratie Glucoseconcentratie in bloed onder drempelwaarde:  afgifte van glucagon door α-cellen van pancreas  afgifte van adrenaline door bijniermerg  afgifte van cortisol door bijnierschors   afbraak van leverglycogeen in glucose  aanmaak glucose uit aminozuren, glycerol en melkzuur (gluconeogenese door cortisol)  remming glucoseopname in cellen (meer glucose in bloed) (door cortisol)

Invloed glucagon op levercel

Bloeddrukregeling Bouw van het hart

hart

hart in lengterichting

hartkleppen

Kunstklep (mitralisklep)

7.2Fasen van de hartslag Ontspanningsfase = diastole Contractiefase = systole  Hartcyclus: atriumdiastole + ventrikeldiastole  atriumsystole  atriumdiastole + ventrikelsystole (mitralisklep en tricuspidalisklep dicht = 1 ste harttoon)  ventrikeldiastole (slagaderkleppen dicht = 2 de harttoon)

sinus- knoop AV- knoop Bundel van His

Fasen in de hartwerking 3. Ventrikeldiastole 1. Atriumsystole 2. Ventrikelsystole + atriumdiastole

T SQ P Q R P-top = atriumsystole QRS-complex = ventrikelsystole T-top = ventrikeldiastole

Schematische voorstelling bloedvatenstelsel en lymfevatenstelsel

HART- en VAATZIEKTEN (1) 1. HOGE BLOEDDRUK oorzaak : o.a. NACL-gebruik / stress / erfelijk gevolg : bevordert atheroscleroseproces oplossingen : – gezonde levensstijl – aangepast dieet – medicatie (o.a. vasodilatoren)

HART- en VAATZIEKTEN (2) STRESS adrenaline  + glucose in spieren  calciumionen  spiercontractiliteit  kracht ontwikkeld door hartspier  belasting hart  bloeddruk  atheroscleroseproces 

HART- en VAATZIEKTEN (3) 2. ATHEROSCLEROSE Wat : vernauwing in een bloedvat (slagader) door afzetting van vetachtige stoffen (vb. cholesterol) Oorzaken : o.a. – hoge vetconcentratie in bloed (menu) – hoge bloeddruk – roken – gebrek aan beweging – erfelijkheid

kransslagaders

HART- en VAATZIEKTEN (4) Gevolgen : angina pectoris ischemie trombose hartinfarct beroerte

hartinfarct

HART- en VAATZIEKTEN (5) Mogelijke oplossingen : medicatie (vb. vasodillatoren, aspirine, …) cathederisatie (dotteren) stent bypass laserstralen transplantatie

HART- en VAATZIEKTEN (6) Kenmerken hartinfarct : – pijn in de borststreek (ev. linkerarm) – bleke huid – koude, klamme handen – lippen en vingernagels blauw (circulatie) – lage bloeddruk (zwakke pols) – bloed hoopt zich wat op in de kleine bloedsomloop  longen functioneren slecht  ademnood

HART- en VAATZIEKTEN (7) 3. Hartritmestoornissen Oorzaken : – ‘sick-sinus’ syndroom – AV-block Oplossingen : – pacemakers

HART- en VAATZIEKTEN (8) 4. Aangeboren hart- en vaatafwijkingen ‘Blue Baby’s’ Foutieve aansluitingen van de bloedvaten bv. Tetralogie van Fallot

HART- en VAATZIEKTEN (9)  1/4 van de westerse mensen sterft aan een hartkwaal! preventief optreden is mogelijk door gezonde voeding én levenswijze! ook erfelijke aanleg speelt een rol

7.3Soorten bloedvaten

arteriële vaatstelsel

Aorta

arteriën en arteriolen van hand en onderarm

darmvokken

Slagaders en aders

Arteries en venen

7.4Bloeddruk Systolische bloeddruk = bovendruk  bij ventrikelsystole  gemiddeld 120 mm Hg Diastolische bloeddruk = onderdruk  bij ventrikeldiastole  gemiddeld 80 mm Hg

7.5Bloeddrukregeling via het zenuwstelsel Homeostatisch regelsysteem: Sensor: baroreceptoren in hartwand, aortaboog en halsslagaders Controlecentrum: in verlengde merg Effector: spiervezels in hart en bloedvaten Snel reageren op kortstondige veranderingen van de bloeddruk  bv. bij snel rechtop staan

7.6Bloeddrukregeling via hormoonstelsel Lange termijnregeling door hormonen  Te hoge bloeddruk: minder ADH  meer water in de urine  Te lage bloeddruk: zie schema volgende dia

Regeling van de ademhaling 8 8 Homeostatisch regelsysteem: Sensor:  chemoreceptoren in aorta en halsslagaders  rekkingsgevoelige receptoren in bronchi Controlecentrum: ademcentrum in verlengde merg Effector: ademhalingsspieren 8.1Regeling van de O 2 - en CO 2 -concentratie

8.2Regeling van het O 2 - transport Structuur van een hemoglobinemolecule Proteïne bestaande uit 4 polypeptideketens Elke polypeptideketen zit rond een heemgroep met Fe 2+ - ion 1x O 2 per heemgroep 4x O 2 per hemoglobine- molecule Zwakke binding

8.2.2 Oxigenatie en deoxigenatie oxihemoglobine

8.2.3 CO-vergiftiging Hemoglobine heeft grote affiniteit om CO te binden Binding is onomkeerbaar! Hb + CO HbCO hemoglobine carboxyhemoglobine Rookvergiftiging bij brand, slechte afvoer rookgassen, roken, passief roken

Homeostatische functies van het bloed Homeostatische functies van het bloed 9 9 Homeostatisch functies van het bloed: transportfunctie: dizuurstof, glucose, bouwstoffen afvalstoffen enz. Warmte regulatie Communicatie met behulp van hormonen en signaalstoffen immuniteit

Bloed (suspentie)

bloedcellen

beenmerg

Bloedvormend beenmerg

Bloedgroepen en Rhesusfactor

BLOEDGROEPEN  Indeling gebeurt o.b.v. de aan- of afwezigheid van bepaalde eiwitten (A & B) op het membraan van de rode bloedlichaampjes.  A ; eiwit A (antigeen) op RBL + anti-B in plasma  B ; eiwit B (antigeen) op RBL + anti-A in plasma  AB ; eiwitten A+B op RBL (geen anti-A of anti-B)  O ; geen A of B op RBL, anti-A en anti-B in plasma

bloedgroepen

BLOEDTRANSFUSIES  TRANSFUSIESCHEMA  O algemene donor  A B  AB alg. ontvanger

BLOEDGROEPBEPALING  anti-A anti-B  A : agglutinatie bij anti-A, geen reactie bij anti-B  B : agglutinatie bij anti-B, geen reactie bij anti-A  O : nergens agglutinatie  AB : agglutinatie bij anti-A en bij anti-B

RESUSFACTOR  Eiwit op de RBL bij 85% van de mensen  onafhankelijk van ABO-systeem  bij 15% : lichaamsvreemde stof  antistoffen bloedafbraak  belangrijk voor Rh- vrouwen die bevallen van een RH+ baby ! Maken antistoffen tegen volgende Rh+ baby !!!

BLOEDSAMENSTELLING  BLOED  PLASMA 55%  BLOED hematocrytwaarde = 45  BLOEDCELLEN 45%

Hematocriet = 0,45 = 45% 0,45 l bloedcellen / 1 liter bloed 45 % bloedcellen 55 % plasma Na centrifugatie Duursporters !

PLASMASAMENSTELLING  PLASMA  SERUM : H 2 O + opgeloste  stoffen  FIBRINOGEEN

bloedplasma

Rode bloedlichaampjes zitten verstrikt in een net van fibrinedraden

Rode bloedlichaampjes (erythrocyten) Witte bloedcellen (leucocyten) Bloedplaatjes (trombocyten)  Granulocyten  Lymfocyten  Macrofagen BLOEDCELLEN

rode bloedcellen

witte bloedcellen

thrombocyt of bloedplaatje

BLOEDSTOLLING  weefselbeschadiging bloedvatwand  vernauwd bloedplaatjes kleverig + granula vrij  fibrinogeen  prothrombine thrombine  fibrinenetwerk  Ca-ionen  13 stollingsfactoren

fibrinenetwerk