Thema 5 Homeostase Paragraaf 1 Homeostase: het min of meer constant houden van de omstandigheden in een organisme door middel van regelmechanismen Het resultaat van een proces heeft een remmende invloed op het proces (negatieve terugkoppeling) Normwaarde: het niveau waarop een bepaalde factor wordt gehandhaafd Stoffen waarvan een teveel aanwezig is in het interne milieu, worden (eventueel in gewijzigde vorm) in het organisme opgeslagen Glycogeen in de lever en in de spieren Interne milieu: weefselvloeistof en bloedplasma Vet in het onderhuidse bindweefsel en in geel beenmerg

Paragraaf 1 (vervolg) Overtollige en/of schadelijke stoffen worden aan het interne milieu onttrokken en uit het lichaam verwijderd (uitscheiding) Koolstofdioxide door de longen Water en schadelijke stoffen door de nieren Een tekort aan bepaalde stoffen wordt voorkomen door opname van deze stoffen (opname) Zuurstof door de longen Voedingsstoffen door het verteringsstelsel Min of meer constante lichaamstemperatuur door evenwicht tussen warmteproductie en warmteafgifte Warmteproductie door stofwisseling, vooral in het binnenste deel van het lichaam en in actieve spieren De hypothalamus regelt de warmteproductie en de warmteafgifte van het lichaam Warmteafgifte via bloed dat door de huid stroomt en via zweet dat verdampt

Paragraaf 1 (vervolg) Bescherming tegen stijging van de lichaamstemperatuur Bloedvaten in de huid worden wijder (de huid wordt roder) Zweetklieren produceren meer zweet (water en zouten) Bescherming tegen daling van de lichaamstemperatuur Warmteproductie neemt toe (rillen en klappertanden) Zweetklieren produceren minder zweet Bloedvaten in de huid worden nauwer (de huid wordt bleker)

Paragraaf 2 Indeling van zenuwstelsel op grond van de bouw het centrale zenuwstelsel: grote hersenen, kleine hersenen, hersenstam en ruggenmerg het perifere zenuwstelsel: zenuwen Indeling van zenuwstelsel op grond van de functie het animale zenuwstelsel: regelt vooral bewuste reacties en de houding en beweging van het lichaam het autonome (vegetatieve) zenuwstelsel: regelt vooral de werking van inwendige organen Werking van zenuwstelsel Zenuwcellen (conductoren) geleiden impulsen naar het centrale zenuwstelsel, verwerken deze in het centrale zenuwstelsel en geleiden impulsen vanaf het centrale zenuwstelsel In zintuigcellen (receptoren) ontstaan impulsen onder invloed van prikkels. (Een prikkel is een invloed uit het milieu op een organisme.) Spieren of klieren (effectoren) reageren op de impulsen; de effectoren worden gestimuleerd of geremd

Paragraaf 2 (vervolg) Onderdelen en kenmerken van neuron (zenuwcel) Cellichaam met kern: bevat het grootste deel van het cytoplasma met ribosomen en endoplasmatisch reticulum Uitlopers: –    dendrieten: uitlopers die impulsen naar het cellichaam toe geleiden; –    axonen (neurieten): uitlopers die impulsen van het cellichaam af geleiden –    om bepaalde neuronuitlopers zit een myelineschede (mergschede) die wordt onderbroken door insnoeringen –    synaps: plaats waar impulsoverdracht plaatsvindt tussen twee neuronen of tussen een neuron en een zintuigcel, een spiercel of een kliercel Axon: uitloper die impulsen van het cellichaam af geleidt Dendriet: uitloper die impulsen naar het cellichaam toe geleidt Drie typen neuronen met hun functies en kenmerken Sensorische neuronen. –    Functie: impulsen geleiden van receptoren naar het centrale zenuwstelsel. –    De cellichamen liggen meestal vlak bij het centrale zenuwstelsel. –    Ze hebben één lange dendriet. Motorische neuronen. –    Functie: impulsen geleiden van het centrale zenuwstelsel naar effectoren. –    De cellichamen liggen in het centrale zenuwstelsel. –    Ze hebben één lang axon. Schakelneuronen. –    Functie: impulsen voortgeleiden binnen het centrale zenuwstelsel. –    Ze liggen geheel binnen het centrale zenuwstelsel.

Paragraaf 2 (vervolg) Zenuw: een bundel uitlopers van neuronen, omgeven door een laag bindweefsel Een myelineschede isoleert de uitlopers van elkaar Drie typen zenuwen gevoelszenuwen bevatten alleen uitlopers van sensorische neuronen gemengde zenuwen bevatten uitlopers van sensorische en motorische neuronen bewegingszenuwen bevatten alleen uitlopers van motorische neuronen

Paragraaf 3 Actiefase Herstelfase Bij een neuron ‘in rust’ heeft de binnenkant van het celmembraan een negatieve elektrische lading ten opzichte van de buitenkant Impulsgeleiding: voortgeleiden van impulsen langs het celmembraan Actiefase De binnenkant van het celmembraan krijgt gedurende korte tijd een positieve lading ten opzichte van de buitenkant de oorspronkelijke elektrische lading wordt hersteld Herstelfase het celmembraan kan na de actiefase gedurende korte tijd geen impulsen voortgeleiden Sprongsgewijze impulsgeleiding: bij neuronuitlopers met een myelineschede ‘springen’ de impulsen van insnoering naar insnoering. Dit vergroot de impulsgeleidingssnelheid Impulssterkte: de grootte van de verandering in elektrische lading van het celmembraan (bij de mens is de impulssterkte voor alle neuronen gelijk) Impulsfrequentie: het aantal impulsen dat per tijdseenheid door een neuron wordt voortgeleid (Hoe sterker de prikkeling van een zintuigcel is, des te hoger is de impulsfrequentie in het sensorisch neuron dat erop is aangesloten

Paragraaf 3 (vervolg) Reflex: een vaste, snelle, onbewuste reactie op een bepaalde prikkel De snelheid van reflexen is vaak nodig om het lichaam te beschermen Reflexen zijn betrokken bij het handhaven van bepaalde houdingen en bij de regeling van processen in het lichaam Reflexboog: de weg die impulsen afleggen bij een reflex Schakelneuronen in het ruggenmerg of in de hersenstam geven een exciterende of een inhiberende transmitterstof af aan motorische neuronen Onder invloed van prikkels ontstaan impulsen in zintuigcellen (bijv. bij de kniepeesreflex in spierspoeltjes in de dijspier) Sensorische neuronen geleiden de impulsen naar het ruggenmerg of naar de hersenstam Bepaalde spieren trekken zich samen, andere ontspannen zich; er ontstaat een reflex Bepaalde motorische neuronen geleiden impulsen naar spieren, andere juist niet

Paragraaf 4 Bouw van autonome zenuwstelsel Het orthosympathische deel. –    Beïnvloedt organen zodanig, dat het lichaam arbeid kan verrichten: de dissimilatie wordt bevorderd –    Effecten: o.a. verhoging van de ademfrequentie en het hartritme; vertraging van de vertering –    Geleidt impulsen via ganglia in de twee grensstrengen en via orthosympathische zenuwen naar de doelwitorganen –    Neuronen geven in de doelwitorganen als transmitterstof adrenaline of noradrenaline af Het parasympathische deel. –    Beïnvloedt organen zodanig, dat het lichaam in een toestand van rust en herstel kan komen: de assimilatie wordt bevorderd. –    Effecten: o.a. verlaging van de ademfrequentie en het hartritme; versnelling van de vertering. –    Geleidt impulsen vooral via de twee zwervende zenuwen naar de doelwitorganen. –    Neuronen geven in de doelwitorganen als transmitterstof acetylcholine af. Dubbele innervatie van organen: naar elk doelwitorgaan loopt een orthosympathische en een parasympathische zenuw Centra van het autonome zenuwstelsel Het ademcentrum regelt de ademfrequentie. Dit centrum ontvangt impulsen van chemoreceptoren in de wand van de halsslagaders en de aorta, die vooral reageren op de pCO2 van het bloed Een centrum dat het hartritme via de sinusknoop beïnvloedt. Dit centrum ontvangt impulsen van drukreceptoren in de wand van de halsslagaders en de aorta Een centrum dat de lichaamstemperatuur regelt. Dit centrum ontvangt impulsen van koude- en warmtereceptoren in de hypothalamus

Paragraaf 5 De werking van hormonen door genregulatie Het hormoonstelsel bestaat uit hormoonklieren die hormonen produceren en daarna afgegeven aan het bloed Kenmerken van hormonen. –    Hormonen regelen de werking van doelwitorganen. –    Hormonen hebben een specifieke molecuulstructuur die alleen door receptoreiwitten op of in cellen van doelwitorganen wordt herkend. –    De mate van reactie van doelwitorganen wordt bepaald door de concentratie van het hormoon in het bloed (de hormoonspiegel). –    Hormonen worden afgebroken door de lever. –    De regelende werking van hormonen vindt meestal plaats door negatieve terugkoppeling (negatieve feedback) De werking van hormonen door genregulatie In vet oplosbare hormonen kunnen door het celmembraan heen (bijv. het schildklierhormoon thyroxine en steroïdhormonen, zoals progesteron en testosteron) Een hormoonmolecuul bindt zich aan een receptoreiwit in het cytoplasma van een doelwitcel: er wordt een hormoon-receptorcomplex gevormd De beïnvloeding vindt langzaam plaats en is langdurig Het hormoon-receptorcomplex wordt via poriën door het kernmembraan heen getransporteerd. Langs een deel van een DNA-molecuul wordt een mRNA-molecuul gevormd Het gevormde mRNA wordt naar ribosomen getransporteerd. Daar brengt het de synthese van een bepaald eiwit op gang

Paragraaf 5 (vervolg) De werking van hormonen door een second messenger Hormonen met een eiwitachtige structuur kunnen niet door het celmembraan heen (bijv. insuline). Ook enkele in vet oplosbare hormonen, zoals adrenaline en noradrenaline, werken met een second messenger Een hormoonmolecuul bindt zich aan een receptoreiwit aan de buitenzijde van het celmembraan van een doelwitcel Onder invloed hiervan wordt aan de binnenzijde van het celmembraan een second messenger gevormd Onder invloed van de second messenger wordt een enzym geactiveerd Het geactiveerde enzym brengt een specifieke reactie op gang De beïnvloeding vindt snel plaats en is kortstondig

Paragraaf 5 (vervolg) De hypofyse produceert hormonen die o.a. de werking van andere hormoonklieren beïnvloeden (de hypofyse staat onder invloed van het zenuwstelsel via de hypothalamus) De adenohypofyse: het voorste deel (voorkwab) Groeihormoon: stimuleert de lichaamsgroei De afgifte van hormonen staat onder invloed van releasing factors die door de hypothalamus via het hypofyse-poortaderstelsel worden afgegeven, bijv. TSH releasing factor (TRF) Thyroïdstimulerend hormoon (TSH): reguleert de schildklier Prolactine: stimuleert de productie van melk door melkklieren in de borsten Adrenocorticotroop hormoon (ACTH): reguleert de bijnierschors FSH en LH reguleren processen in de ovaria en de testes

Paragraaf 5 (vervolg) De neurohypofyse: het achterste deel (achterkwab) De hormonen die worden afgegeven, zijn geproduceerd door neuronen (neurosecretie) in de hypothalamus: neurohormonen Oxytocine: stimuleert bij de geboorte de weeën en speelt een rol bij de melkafgifte door de borsten Antidiuretisch hormoon (ADH): reguleert de osmotische waarde van het interne milieu. Osmoreceptoren registreren de osmotische waarde van het interne milieu. Bij stijging van de osmotische waarde van het interne milieu wordt meer ADH afgegeven. Daardoor wordt door de nieren minder water uitgescheiden: de osmotische waarde van het interne milieu daalt De schildklier produceert thyroxine. –    Thyroxine stimuleert de stofwisseling, groei en ontwikkeling. –    TRF (uit de hypothalamus) stimuleert de vorming en afgifte van TSH door de adenohypofyse. –    TSH stimuleert de vorming van schildklierweefsel, de opname van jood door de schildkliercellen en de productie van thyroxine. –    Thyroxine remt de productie van TRF en TSH (negatieve terugkoppeling) Eilandjes van Langerhans in de alvleesklier produceren insuline en glucagon. –    Insuline en glucagon regelen het glucosegehalte van het bloed (de bloedsuikerspiegel). –    Insuline (uit de b-cellen) stimuleert o.a. de omzetting van glucose in glycogeen. –    Glucagon (uit de a-cellen) stimuleert o.a. de omzetting van glycogeen in glucose

Paragraaf 5 (vervolg) Het bijniermerg produceert adrenaline –    Adrenaline komt vrij bij woede, angst en schrik onder invloed van het orthosympathische deel van het autonome zenuwstelsel. –    Adrenaline stelt het lichaam in staat snel te handelen in situaties van grote spanning. –    Adrenaline heeft een snelle, kortdurende werking. –    Adrenaline bevordert de dissimilatie, de omzetting van glycogeen in glucose en de afgifte van glucose aan het bloed. –    Onder invloed van adrenaline wordt de bloeddruk verhoogd, worden het hartritme en de ademfrequentie versneld en wordt de vertering geremd De bijnierschors produceert corticosteroïden Corticosteroïden onderdrukken o.a. de activiteit van het afweersysteem