Site: http://www.berenbroek.eu Pluis, niet pluis! Matthieu Berenbroek Docent geneeskunde Fontys Hogeschool Verpleegkunde Site: http://www.berenbroek.eu e-mail: matthieu@berenbroek.eu ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011 1

Inleiding en cellen, cursus Pluis, niet Pluis Les 1 Inleiding Inleiding en cellen, cursus Pluis, niet Pluis ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011

ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011 Opzet Lessen In volgorde van belangrijkheid: Leidraad zijn de sheets, hand-outs, aantekeningen in de les Stof in het boek verwijzingen naar boek LG = Ludo Grégoire Tentamen      ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011 3

Anatomie en fysiologie Anatomie = (Ana=uiteen, tomie = snijden), ontleedkunde = bouw van het menselijk lichaam veel bekend beeldtechnieken, LG, blz. 26 e.v. Fysiologie = (phusis=levensverrichtingen, logos=leer) (normale) functie van het menselijk lichaam niet zoveel bekend hersenen regelmechanismen (afweer, celniveau) Pathologie = ziektekunde ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011 4

ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011 Animaal  Vegetatief Animaal of willekeurig Centraal zenuwstelsel encephalon (hersenen) medulla spinalis (ruggenmerg) Perifeer zenuwstelsel hersen- en ruggenmergzenuwen Contact met de buitenwereld Sensibele (gevoelsdeel) prikkels van buiten via de zintuigen (oog, oor, reuk, smaak en tast (huid)) Motorisch (bewegingsdeel) zowel willekeurig als onwillekeurig (reflex) ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011 5

ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011 Animaal  Vegetatief 2 Vegetatieve of autonome of onwillekeurige zenuwstelsel Centraal systeem sympathisch parasympathisch Perifeer systeem regulatie interne organen, zoals circulatie, ademhaling, spijsvertering, uitscheiding en de stofwisseling ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011 6

Infrastructuur menselijk lichaam ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011

Metabolisme (stofwisseling) en groei Opnemen van voedingsstoffen en zuurstof en de afgifte van afvalproducten en CO2 Eiwitten, vetten en koolhydraten geven via verbranding energie Verbranding wil zeggen, enzymatische chemische reacties bij 37o Niet alle energie wordt omgezet in bruikbare (spier)energie. Afvalproduct is warmte ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011 8

Anabolisme en katabolisme Anabolisme = bouwstofwisseling = constructieve metabolisme = opbouwende fase stofwisselingsproces, waarin gecompliceerde stoffen uit eenvoudige worden gevormd (groei) Katabolisme = energiestofwisseling = destructief metabolisme = fase stofwisseling waarin samengestelde verbindingen uiteen vallen waarbij de voor het organisme benodigde energie vrijkomt ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011 9

Stamcel en differentiatie Stamcel is een ongedifferentieerde cel waaruit specifieke cellen ontwikkelen Differentiatie is een specialisatie van cellen waardoor complexere weefsels kunnen ontstaan Zenuwcellen zijn bijvoorbeeld zeer gespecialiseerd en kunnen daardoor nauwelijks zich nog vermenigvuldigen Elke stamcel kan in principe elke celsoort worden ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011 10

Meercellige in de ‘oerzee’ Dit omringend vocht noemen we het INTERCELLULAIR vocht. Ook wel INTERSTITIEEL genoemd, tussen de weefsels Het vocht in de cellen noemen we INTRACELLULAIR vocht. Weefselvocht celvocht ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011

ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011 Celopbouw Cel is basisbouwsteen (anatomisch), fundamentele metabolisme eenheid (fysiologisch) Celmembraan (uiterst dun vliesje) scheiding intracellulaire ruimte en de extracellulaire ruimte Cytoplasma (celvocht) o.a. eiwitten, koolhydraten, vetten en zouten Celorganellen (onderdelen cytoplasma) mitochondriën = energiecentrale v.d. cel ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011 12

ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011 Celopbouw 2 Celkern of nucleus celkernmembraan kernvocht kernzuren of nucleïnezuren of RNA chromatinekorrels (ook nucleïnezuur) of DNA RNA en DNA bevatten erfelijk materiaal hiermee plant de cel zich voort, vernieuwt zich ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011

ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011 Homeostase Complexiteit van het menselijk lichaam heeft een goed afgestemd fysiologisch regelmechanisme nodig Homeostase is dat dynamisch evenwicht, d.w.z. niet steeds dezelfde waarden. (koorts) zowel lichamelijk als geestelijk ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011

ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011 Homeostase ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011

Homeostase voorbeelden Bedorven eten => veel bacteriën => diarree => ziektekiemen snel eruit Milieu interieur (constante samenstelling, bloed en weefselvloeistoffen) zoals pH (zuurgraad), temperatuur Nieren met name voor de afvalstoffen ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011

ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011 RNA - DNA erfelijkheid DNA (desoxyribonucleïnezuur) bevat alle informatie op grond waarvan talloze enzymen en andere eiwitten worden gesynthetiseerd. Bepaalt zowel het voorkomen als het functioneren van elk UNIEK individu RNA (ribonucleïnezuur {ribonucleic acid}) speelt een essentiële rol in de eiwitsynthese ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011

ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011 Chromosomen Chromosoom is de drager van de erfelijke eigenschappen = genen, (paarsgewijs) 22 + 1 voor het geslacht (heterochromosoom) Vrouwelijke geslachtschromosoom 2 x X Mannelijke geslachtschromosoom XY Gen = deel van het DNA dat de informatie voor één eigenschap bevat Genoom = totaal aan genetische code (> miljoen genen) ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011

ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011 Fenotype en Genotype Dominant (hoofdletter) <=> recessief (kleine letter) b.v. bruine ogen /blauwe ogen (Bb) Mengvorm (huidskleur) fenotype = vorm zoals het individu zichtbaar is genotype = gezamenlijke, dominante en recessieve erfelijke eigenschappen ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011

ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011 Meiose en mitose Meiose = reductiedeling waarbij gameten ontstaan met 23 ongepaarde chromosomen, geslachtelijke voortplanting (dus halvering) Mitose = indirecte celdeling, een cel => 2 cellen, genetisch identiek, ongeslachtelijke voortplanting, 23 gepaarde chromosomen Volgende dia dus GEEN mitose ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011

ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011 oogenese spermatogenese 44 + X + X 44 + X + Y a =oogenese: 100% van de vrouwelijke eicellen heeft X-chromosoom b =spermatogenese: 50% van zaadcellen heeft een X-chromosoom andere 50%Y- chromosoom c =bevruchting: de mannelijke inbreng bepaalt geslacht Meiose 1 22 + X 22 + X 22 + Y 22 + X =poollichaampje of centrosoma Meiose 2 22 + X 22 + X 22 + X 22 + X 22 + Y 22 + Y 22 + X 22 + X 50% 50% 100% a LG, blz. 402 b 22 + X 44 + X + X 22+X = + c 22 + X 44 + X + Y 22+Y + = sperma ei ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011

Aantal chromosomen ei/zaadcel Om de chromosomen van man en vrouw samen te kunnen voegen, moet eerst dus het aantal chromosomen gehalveerd worden. In de meiose worden eicel en zaadcel gedeeld, zodat elk nog maar 23 ONGEPAARDE chromosomen heeft. Bij samensmelting van eicel en zaadcel ontstaat dus weer een cel met 23 paar chromosomen. ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011

ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011 Passief transport Filtratie, diffusie en Osmose Basiskracht is concentratieverschil tussen intra en intercellulaire ruimte. Diffusie is beweging van deeltjes van een plaats van hoge concentratie naar een plaats waar ze minder voorkomen. Osmose is beweging van water naar een plaats met de meeste opgeloste deeltjes. ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011 23

ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011 Filtratie bloedvat interstitium cellen H2O + deeltjes bloeddruk ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011

Uitwisseling van stoffen: DIFFUSIE De manier waarop veel stoffen binnen ons lichaam worden uitgewisseld verloopt middels diffusie. Diffusie is het passieve transport van stoffen langs een concentratiegradiënt. Een concentratiegradiënt is een verschil in concentratie van stoffen in 2 aangrenzende ruimten In gas gaat diffusie sneller dan in vloeistof ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011 25

ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011 Diffusie NaCl 20 ST 2 ST 1 2 3 11 ST 1 Indien de zoutdeeltjes(ionen) de doorlaatbare membraan passeren 2 dan het NaCl (keukenzout) zich gelijkmatig over de bak verdelen over de hele bak 3 er gelijke concentraties Li en Re bestaan Theezetten: de bruine kleurstof verdeelt zich gelijkmatig over de gehele pot ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011 26

ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011 Diffusie oppervlak Ondoorlaatbaar Doorlaatbaar DOORlaatbaar Geen wand ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011

ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011 Diffusie temperatuur Warm water Koud water ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011

Selectieve permeabiliteit nauwkeurige selectie van de in- en output van de cel. maakt specifieke uitwisseling van materie en informatie mogelijk tussen de cel en zijn omgeving. Verstoring door: Bacterie / virus / ontsteking Beschadiging, wondjes Tekorten ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011

Uitwisseling van stoffen: OSMOSE Een andere manier waarop stoffen uitgewisseld worden is middels osmose. Osmose vindt altijd plaats wanneer twee vloeistoffen gescheiden zijn door een gedeeltelijk doorlaatbare (semi-permeabele of beter selectief permeabele) wand. Voorwaarde is een concentratieverschil in opgeloste stoffen die niet vrij de wand kunnen passeren. ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011

Uitwisseling van stoffen: OSMOSE Een belangrijke stof voor het ontstaan van concentratieverschillen is keukenzout (NaCl) dat zich in een vloeistof splitst in de ionen Na+ en Cl-. Osmose is feitelijk alleen watertransport. Osmose lijkt op diffusie en wordt ook wel waterdiffusie genoemd. Met het water worden ook stoffen meegesleurd (als ze door de membraanporiën kunnen). ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011 31

Osmose is diffusie van het oplosmiddel NaCl 2 ST NaCl 20 ST 1 2 3 NaCl 20 ST 2 ST NaCl 20 ST 2 ST 1 de scheidingswand is niet permeabel (doorlaatbaar) voor zout. Er kan geen diffusie optreden maar wel druk van het zout (NaCl) 2 zuigkracht van het zout trekt water aan, water van Re => Li 3 er ontstaat evenwicht tussen waterdruk hoge kolom en zuigkracht van het zout Osmose is diffusie van het oplosmiddel ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011

ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011 AFI1 Osmose Hoge concentratie Hogere concentratie lage concentratie lagere concentratie Osmotische druk ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011 33 33

ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011 Osmotische waarde Osmotische waarde van een oplossing = zuigkracht van de oplossing = ongeveer het aantal deeltjes in die oplossing Zuigkracht = de osmotische druk COD = Colloïd Osmotische druk = in het bloed de zuigkracht voornamelijk bepaald door de eiwitten in het bloed Molecuulgewicht hoe hoger hoe groter de aanzuigende werking ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011 34

ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011 Osmose voorbeelden Rimpelvingertjes na lang in bad liggen Hoogte van bomen wordt beperkt door de maximale osmostische zuigkracht, dus veel eiwitten in de kruin Hongeroedeem ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011

ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011 Osmose animatie ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011

Uitwisseling van stoffen: ACTIEF TRANSPORT Op veel plaatsen in het lichaam is het nodig stoffen energetisch ‘bergopwaarts’ te transporteren ofwel tegen hun elektrochemisch verval. In tegenstelling tot de passieve processen is bij deze processen altijd energie (ATP oftewel glucose) nodig. Het betreft hier voornamelijk ionen transport, vandaar dat we spreken van IONENPOMPEN. Elektro: ionen – tegen een elektrische potentiaal Chemisch: chemisch concentratieverschil Niet op te lossen met passieve processen; verwezenlijken zich in tegengestelde richting ofwel ‘bergafwaarts’. Een aanzienlijk deel van de via voeding toegediende energie wordt – na omzetting in direct te gebruiken ATP – verbruikt voor het actieve transport. Deze drijft talrijke transmembraantransporten aan van o.a. ionen. ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011 37

Actief transport (kost energie) Enzymatische pomp of ionenpomp (bijvoorbeeld Na/K pomp) soort draaideur effect Endocytose (buiten de cel naar binnen de cel) Fagocytose (vaste stoffen) Pinocytose ( vloeistoffen) Exocytose (binnen de cel naar buiten de cel) zweetklieren ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011 38

ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011 Fagocytose = opnemen door insluiting Capillairwand Leukocyt Bacteriën Diapedese Leukocyten (witte bloedcellen) verlaten bloedvat (diapedese) Ruimen ruimen bacteriën op door fagocystose ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011

ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011 Intracellulair: veel K, weinig Na Extracellulair: weinig K, veel Na Door diffusie verplaatsing Na en K Cel K Na Bloed Door actief transport probeert de cel: K terug te zuigen Na eruit te gooien Cel K Na Bloed Dit kost energie (glucose = suiker), heet Na/K pomp 1 celmembraan 2 pomp (schematisch) ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011

ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011 Samenvatting Grofweg zijn er 4 soorten transport te onderscheiden: Filtratie 2. Diffusie Osmose 4. Actief transport Energie ANZN 1e leerjaar - Les 01 - © Matthieu Berenbroek, 2000-2011 41