Fysiologie Mens en Dier Niek Groot 1 College 26 maart 2012 Dr ...

Fysiologie Mens en Dier Niek Groot

1

College 26 maart 2012

Dr. Buwalda

Het autonome zenuwstelsel

Een kenmerk van het autonoom

zenuwstelsel is dat elke impuls van het

CZS het orgaan bereikt via twee

neuronen, namelijk een preganglionair

(die gemyleniseerd is) en postganglionair

(niet-gemyelinseerd) neuron, met

uitzondering van de prikkels die via de

nervus vagus en de nervus pelvicus gaan.

Elke baan heeft dus een neuron in het

CZS en een neuron in het PZS. De

cellichamen van de postganglionaire

neuronen zijn gelegen in de

motorganglia dichtbij het ruggenmerg.

- De sympaticus loopt via de grensstrengen (reeks ganglia die als een parelsnoer langs

her ruggenmerg gelegen zijn) naar de organen, de neuronen stellen de neurotransmitter

noradrenaline vrij. In tegenstelling tot het sympatische zenuwstelsel bevat het sympatische

zenuwstelsen zeer korte preganglionaire zenuwen die vanuit het ruggenmerg overschakelen

in een ganglion. Hierdoor heeft het sympatische zenuwstelsen zeer lange postganglionaire

zenuwen die verschillende doelorganen kunnen innerveren. De preganglionaire zenuwen

hebben allemaal acetylcholine als neurotransmitter. De postganglionaire zenuwen hebben dit

niet. De postganglionaire neurotransmitter van het sympatische zenuwstelsel is noradrenaline,

terwijl dit in het parasympatische zenuwstelsel nog steeds acetylcholine is.

- De parasympathicus die vertrekt vanuit het ruggenmerg, de neuronen gebruiken de

neurotransmitter acetylcholine. Ze bestaat vooral uit de zwervende zenuw (nervus vagus).

Vertakkingen van deze zenuwen lopen naar de verschillende organen. Het parasympatische

zenuwstelsel heeft hele lange preganglionaire zenuwen die vanuit de hersenstam pas in het

doelorgaan overschakelen op het ganglion. Parasympatische zenuwcellen hebben daarom

zeer korte postganglionaire zenuwen.

Dwarsgestreept spierweefsel, zo genoemd vanwege het uiterlijk onder de microscoop, is

spierweefsel bestaande uit lange, veelkernige spiervezels. Dwarsgestreept spierweefsel wordt

voornamelijk gevonden in skeletspieren, die onder willekeurige controle staan en

voornamelijk botten met elkaar verbinden. Daarnaast bestaat ook de hartspier uit

dwarsgestreept weefsel (zie onder). Glad spierweefsel staat niet onder willekeurige controle

en is onder meer te vinden in het maag-darmstelsel, bloedvaten, luchtwegen,

voortplantingsorganen.


2

Somatisch versus autonoom

Het autonome en het somatische zenuwstelsel hebben beiden een ander effect op het

doelweefsel (glad/dwarsgestreept spierweefsel) waarop zij eindigen. Het somatische

(animale) zenuwstelsel heeft alleen een exciterende werking, terwijl het autonome

zenuwstelsel zowel excitatoir als inhibatoir gereguleerd kan worden.

Motorische eindplaat

De motorische eindplaat is een

microscopische structuur die zich bevindt

op de overgang tussen spiercellen en

motorische zenuwvezels, en die zorgt dat

het zenuwsignaal wordt omgezet in een

signaal waardoor de spier gaat

samentrekken. De motorische eindplaat is

dus een type synaps. Een motorisch axon

splitst zich nabij zijn bestemming in een

aantal takken die stuk voor stuk contact

maken met de spiercelmembraan. Een

groep spiervezels die door 1 axon wordt

bediend heet een motorische eenheid

(motor unit). De grootte van een

motorische eenheid varieert tussen 1 en

100 spiervezels. De afzonderlijke

contactplaatsen zijn de motorische

eindplaten. Ze bestaan uit kleine gebiedjes

waar de celmembranen van zenuwen


3

spiercel vlak bij elkaar liggen en waar zich

speciale eiwitten in beide membranen bevinden.

Als er via de zenuwvezel een actiepotentiaal aan

de eindplaat arriveert, stromen er calciumionen

uit de extracellulaire vloeistof in de uitloper van

de zenuwcel naar binnen en binden zich aan

bepaalde intracellulaire eiwitten. Hierdoor

binden zich met neurotransmitter gevulde

blaasjes van de binnenkant aan de celmembraan

en geven hun inhoud (acetylcholine) naar buiten

toe af. Het is belangrijk dat je onthoudt dat er

collageen in de synapsspleet zit, zodat het geheel

stabieler wordt (collageen is sterker dan vocht).

De acetylcholine bindt zich dan weer aan de

nicotinerge acetylcholinereceptoren aan de

spierkant van de motorische eindplaat, die

bestaan uit kanaaleiwitten die als er

acetylcholine aan bindt open gaan staan,

waardoor natriumionen in de spiercel naar

binnen en kaliumionen naar buiten stromen. Er

gaat meer natrium naar binnen dan kalium naar

buiten, waardoor een lokale eindplaatpotentiaal (EPP) ontstaat, die zich verspreidt over de

spiercel en in de transverse tubuli, waardoor weer calciumionen uit het sarcoplasmatisch

reticulum vrijkomen waardoor de spiercontractie wordt gestart. De acetylcholine in de

synapsspleet wordt intussen afgebroken door acetylcholinesterase waardoor het systeem weer

gereed gemaakt wordt voor een nieuwe prikkeling.

Flexor/extensor

Flexie betekent "buiging" en wordt als aanduiding voor veel bewegingen gebruikt. Het

tegenovergestelde van flexie is extensie ("strekken"). Flexie en extensie vinden plaats in het

ellebooggewricht en het kniegewricht als vanuit de neutrale uitgangshouding de arm of knie

wordt gebogen.

Skeletspieren

Skeletspieren worden aangestuurd door het zenuwstelsel. Ze worden vanuit de hersenen

aangestuurd door motorische zenuwen. De bewuste aansturing van de skeletspieren vindt

plaats via het piramidaal systeem. Deze loopt van de motorische schors naar de hersenstam

en ruggenmerg. In de hersenstam en ruggenmerg liggen motorische zenuwcellen, de

alfamotorneuronen. Eén motorische zenuwcel stuurt meerdere spiervezels van eenzelfde spier

aan. Een dergelijke combinatie van een zenuwcel met de bijbehorende spiervezels wordt een

motorische eenheid genoemd. Elke spier is onderverdeeld in meerdere motorische eenheden.

De kracht die een spier levert hangt af van het aantal geactiveerde motorische eenheden. Over

het algemeen geldt dat grote spieren motorische eenheden hebben met veel spiervezels, en dat

spieren die nauwkeurige bewegingen moeten maken uit kleine motorische eenheden bestaan.


4

Op deze manier kan de kracht die een

spier levert nauwkeurig worden

opgebouwd. De terminologie van

spiervezels is wat anders dan die van

andere cellen. In het college werden de

verschillen uitgelegd aan de hand van het

volgende tabelletje.

Dwarsgestreept spierweefsel

Dwarsgestreept spierweefsel bestaat uit spiervezels en die op hun beurt weer bestaan uit

spierfibrillen. Elke spiervezel is ontstaan door versmelting van vele spiercellen. Een

spiervezel bevat dan ook veel kernen. Met een microscoop is bij deze spiervezels een dwarse

streping te zien. Veel dwarsgestreepte spieren zitten vast aan delen van het skelet (de

skeletspieren). Sommige dwarsgestreepte spieren zitten met een of beide uiteinden vast aan

de huid (de huidspieren). Voorbeelden van huidspieren zijn spieren in het gelaat en de spieren

in de tong. Op microscopisch niveau bestaat een dwarsgestreepte spier uit dikke (zware) en

dunne (lichte) filamenten, die je kunt zien als 'staafjes' die in elkaar geschoven moeten

worden om de spier korter te maken en dus aan te spannen. Aan de zware filamenten zitten

uitsteeksels, de myosine-koppen. In rustpositie zijn deze gekoppeld aan ATP. Als de spier

gaat samentrekken, wordt ATP gehydrolyseerd tot ADP en anorganisch fosfaat. Door de

energie die hierbij vrijkomt, bindt de myosinekop zich aan een bindingplaats op de lichte

filamenten oftewel actinefilamenten. ADP en de fosfaatgroep worden daar losgelaten, zodat

de myosinekop weer naar zijn rustpositie gaat. Hierdoor schuiven de lichte en zware

filamenten in elkaar, wordt de spier korter en spant zich dus aan.


5

Sarcoplasmatisch reticulum

Het sarcoplasmatisch reticulum (SR) wordt gewoonlijk beschouwd als een gespecialiseerde

vorm van (glad) endoplasmatisch reticulum die aanwezig is in spiercellen. Een belangrijke

functie van het SR is het opnemen van calciumionen, om deze snel los te laten op het moment

dat de cel een actiepotentiaal genereert. Het opnemen van calcium is een actief proces dat

energie kost, en wordt uitgevoerd door de sarcoplasmatische calciumpomp.

Werking

Een spier trekt samen onder

invloed van een motorisch

neuron. Een motorisch neuron

laat acetylcholine los in de

synaptische spleet tussen het

neuron en spiercel. Dit

veroorzaakt een

actiepotentiaal, welke door de

T-tubuli (buizen door het

sarcoplasmatisch reticulum,

instulping membraan) van de

spiercel naar binnen gaat. Het

actiepotentiaal stimuleert de

afgifte van calcium door het

sarcoplasmatisch reticulum. De calcium-ionen binden aan de troponine-complexen op de

tropomyosine-draden, waardoor deze draden van de myosine-bindingsplaatsen verschuiven.

De myosinekoppen kunnen nu binden, waardoor contractie (spiersamentrekking) mogelijk is.

Na de contractie (als er geen actiepotentiaal meer is) gaan de calcium-ionen terug naar het

sarcoplasmatisch reticulum, dat de ionen bewaart tot het volgende actiepotentiaal. De

tropomyosinedraden gaan door het tekort aan calcium weer over de myosine-

bindingsplaatsen liggen.

Myofibril

Myofibrillen, ook wel contractiele elementen genoemd, zijn een onderdeel van het cytoskelet.

Ze zijn opgebouwd uit lange draadvormige eiwitketens van de eiwitten myosine en actine.

Deze eiwitketens worden vanwege hun draadvorm ook wel actine- en myosinefilamenten

genoemd. In combinatie met actinefilamenten hebben ze verscheidene functies in de

bewegingen van cellen; hierbij stimuleren calciumionen de myosinelepels om aan te hechten

op een parallel gelegen actinefilament, waardoor de filamenten een stukje langs elkaar

schuiven. Dit principe wordt veelvuldig toegepast in spiervezels, bij het afsnoeren van

blaasjes binnen de cel en bij het klieven van dierlijke cellen tijdens mitose en meiose.


6

Tropomyosine

Bij een spier in rust zijn de myosine-bindingsplaatsen op de lichte filamenten bedekt door een

draad van tropomyosine. Op deze draad zitten weer bindingsplaatsen voor calcium, de

zogeheten troponine-complexen. Als een spier wil samentrekken, zullen de bindingsplaatsen

voor de myosinekoppen vrij moeten komen te liggen. Je kunt dus zeggen dat tropomyosine

de myosinekopjes inhibieert. Tropomyosine ligt als een soort draad op de actinefilamenten,

waar de myosinekopjes aan moeten hechten zodra de spier moet gaan contraheren.

Troponine

Troponine is het eiwit dat er voor zal zorgen dat de myosinekopjes ondanks het tropomyosine

toch aan de actinefilamenten kunnen hechten. Zodra troponine in contact komt met

calciumionen zal het de tropomyosine ‘draden’ opzij trekken, zodat het myosine kan binden

(zie afbeelding).

Titine

Titine is een extreem groot en

lang molecule. Het is het

zwaarste bekende proteïne in

termen van moleculaire massa.

De menselijke variant heeft

een moleculaire massa van

meer dan 3,8 miljoen Dalton,

en bestaat uit een

opeenvolging van meer dan

34.000 aminozuren. De

brutoformule is bepaald op

C169718H270459N45687O52243S913.


7

Spiercontractie

Een myosinekop steekt uit in de richting van het actinefilament. Er is nog geen actine en

myosine gekoppeld. Een spiervezel wordt geactiveerd. Ca2+ komt vrij en bindt zich aan

troponine en bindingsplaatsen. Het myosine-ATP-complex wordt geactiveerd.

Myosinekoppen binden zich aan actine, dat wordt samen actomyosine. Er komt energie vrij

en de myosinekoppen klappen om. De spier wordt kleiner daardoor neemt de spierspanning

toe. Actomyosinecomplex wordt verbroken dat splitst in actine en myosine. De

myosinekoppen klappen terug waardoor de actine en myosine terugkomen in de

oorspronkelijke toestand. Ca2+ wordt door het SR opgenomen. Vervolgens komt de spier

terug in rust.

ATP in de spier

Om een spier te laten werken is energie nodig. De enige energie die de spier kan gebruiken is

ATP (adenosine tri fosfaat). Wanneer deze stof gebruikt wordt voor verbranding, wordt het

opgesplitst in ADP (adenosine di fosfaat), P (fosfaat) en energie. Om deze ADP + P later

weer terug te zetten naar ATP (waaruit weer energie vrijgemaakt kan worden), zijn er

energiesystemen in het lichaam nodig die hiervoor kunnen zorgen. Dit zijn de fosfaatpoel, het

melkzuursysteem en het zuurstofsysteem. Je moet wel onthouden dat een spier NOOIT door

zijn ATP voorraad heen zal zijn. Dit zal pas gebeuren wanneer je overlijdt. Hierbij treedt er

Rigor Mortis op door gebrek aan ATP (ga dit na).


8

Creatinefosfaat in de spier

Dit is het eerste systeem dat wordt aangesproken bij een verandering in gevraagde energie

door een spier. Op dit punt komt ook de spraakmakende stof creatine om de hoek kijken. De

functie van creatine is de spieren de mogelijkheid geven langer gebruik te maken van het

energiesysteem. Dit werkt als volgt. De ATP stof, die rond de spieren als voorraad ligt

opgeslagen, is na ongeveer 5 seconden op. Op dat moment geeft de stof creatinefosfaat (CP)

zijn fosfaatdeel af om een binding te vormen met de ontstane ADP, zodat het weer

getransformeerd kan worden naar ATP. Als het lichaam meer creatine heeft (dat zich van

tevoren kan binden met fosfaat), kan de creatinefosfaat langer gebruikt worden met als

gevolg dat je op deze manier langer kunt trainen in dit energiesysteem. Het voordeel hiervan

is dat je minder snel verzuurt (minder snel het volgende energiesysteem moet aanwenden) en

dus meer kunt doen. Aangezien dit energiesysteem geen zuurstof nodig heeft en er geen

melkzuur wordt gevormd, wordt het ook wel anaëroob a-lactisch genoemd.

De scheikundige formule hiervoor is:

CP (creatinefosfaat) + ADP --> Creatine + ATP (energie)

Melkzuur in de spier

Terwijl de creatinefosfaat uitput, krijgt het lichaam steeds meer hulp van het

melkzuursysteem. Het nadeel van dit systeem is dat er melkzuur gevormd wordt (vroege

spierpijn). De brandstof die gebruikt wordt om ATP te vormen hier is glycogeen (wat

voortkomt uit koolhydraten/suikers). Een andere benaming voor deze reactie is de lactische

anaërobe verbranding (verbranding zonder zuurstof, met melkzuur).

De scheikundige formule hiervoor is:

Glycogeen --> 2 ATP (energie) + melkzuur


9

Slow en fast twitch

Spiervezels zijn onderdelen van spierbundels en bestaan uit myofibrillen, gevonden in de

dwarsgestreepte spieren, in het glad spierweefsel worden geen spiervezels gevonden.

Spiervezels worden geen cellen genoemd omdat ze meerkernig zijn, het zijn

samensmeltingen van meerdere cellen. Dit heet een Syncytium. Spiervezels reageren snel op

impulsen, maar raken ook snel vermoeid. Het aantal spiervezels is genetisch bepaald. Ook de

verhouding tussen de verschillende types (zie infra) zijn genetisch bepaald en kunnen slechts

lichtjes aangepast worden door trainig.

Type I (Slow Twitch)

-Hoog myoglobine gehalte

-Hoge aerobe capaciteit

-Zijn rood van kleur

-Bevatten veel mitochondriën

Type IIx (Fast Twitch)

-Hoge anaërobe capaciteit

-Zijn wit van kleur

-De Fast Twitch vezels zijn nog onder te verdelen in type IIa, IIx en IIb.

Type IIa (Intermediaire spiervezel)

-Gekenmerkt door kracht en uithoudingsvermogen

-Mogelijkheid om vetten en koolhydraten te verbranden

-Zijn in staat tot de anaërobe omzetting van glucose via de glycolyse


10

Motorunits

In de spieren zitten zogenaamde motorunits. Een motorunit(motorische eenheid) bestaat uit

een motorische zenuwvezel en alle door deze zenuwvezel geïnnerveerde spiervezels. Het is

de fundamentele functionele eenheid van een skeletspier. Het aantal spiervezels per motorunit

is afhankelijk, niet van de grootte van de spier, maar van de nauwkeurigheid waarmee deze

spier werkt. De oogspieren die betrokken zijn bij zeer fijne, nauwkeurige bewegingen kunnen

zelfs motorunits bevatten met slechts 1 spiervezel. Dit leidt tot een hoog aantal motorunits in

een klein spiertje(oogspier). Factoren die de kracht in een spier bepalen zijn:

Het aantal spiervezels in een spier(en per motorunit), hoe meer, hoe groter de kracht.

Het aantal motorunits die gelijk geactiveerd worden in een spier, hoe meer motorunits

geactiveerd worden hoe groter de kracht.

De soort prikkel die per motorunit plaats vindt. Zo levert een twitch (enkelvoudige

contractie) minder kracht op dan wanneer er 2 prikkels kort op elkaar volgen en er een

summatie ontstaat. Dit leidt tot een groter kracht.

Het vezeltype waar een spier uit bestaat. De type 1, rode, aerobe of langzame leveren

een kleinere kracht over een grotere periode. De type 2, witte, fasische, snelle,

anaerobe spiervezels leveren een grotere kracht over een kortere periode.

Het aantal ATP of energie die voorradig is in een spier. Hoe meer energie hoe meer

kracht, tot op zekere hoogte natuurlijk.

Er is per motorunit een bepaald soort

spiervezeltype. Dus een motorunit

innerveert of langzame of snelle

spiervezels. Per spier kunnen er echter

wel meerdere soorten spiervezeltype

aanwezig zijn. Omdat er ook meerdere

motorunits in een spier zitten. Over het

algemeen geldt voor skeletspieren dat er

evenveel snelle als langzame

spiervezeltype aanwezig zijn. Afgezien

van de individuele verschillen kan er

gezegd worden dat de spieren van

getrainde sporters die trainen op

uithoudingsvermogen een groter

percentage aan langzame spieren hebben

en dat sporters die aan krachtraining

doen gemiddeld een groter percentage snelle vezels hebben. Dit beide gezien ten opzichte van

ongetrainde mensen. Op topsport zit het verschil in kracht of juist uithoudingsvermogen

waarschijnlijk in het feit dat de een met meer langzame of juist snelle vezels is geboren. Ga

na dat asynchrone activatie van motorunits vermoeidheid tegen gaat. De spier kan op

verschillende manieren contraheren.


11

Isometrische contractie, waarbij de spier kracht levert zonder beweging. Dit resulteert

in een toename van spierkracht, maar enkel in de gewrichtshoek waarin getraind

werd. Voor een toename van spierkracht op de hele bewegingsbaan moeten dus

verschillende hoeken getraind worden.

Isotonische contractie, waarbij de spier met constante spierspanning samentrekt.

Glad spierweefsel

Glad spierweefsel bestaat uit spiercellen van actine en myosine die in tegenstelling tot

dwarsgestreept spierweefsel niet onder de invloed van de bewuste wil samentrekken en dit

samentrekken ook veel langzamer doen dan dwarsgestreepte spieren. De cellen van het

gladde spierweefsel zijn spoelvormig met een centrale kern met daar rond enige organellen

zoals het ER, mitochondriën en een golgi-apparaat. Gladde spiercellen zijn omgeven door een

basale lamina (behalve ter hoogte van een nexus, die voorkomt op plaatsen waar de cellen op

2nm van elkaar liggen). De contractie van deze spieren is traag en langzaam, maar

daarentegen vrijwel onvermoeibaar. In het lichaam worden gladde spiercellen onder andere

aangetroffen in de wand van het maagdarmkanaal, waar ze de darminhoud transporteren, in

de wand van slagaders waar ze bij de bloeddrukregeling en de doorbloedingsregeling

betrokken zijn, in de baarmoeder en in de blaas, en in de bronchiën. Ook de pupil wordt door

glad spierweefsel aangestuurd. Je kunt glad spierweefsel indelen in single-unit smooth

muscle en multi-unit smooth muscle (heeft betrekking op de nauwkeurigheid en de activiteit

van de spier).


12

Contractie glad spierweefsel

In de gladde spiercellen bindt Ca2+

aan calmoduline en het Ca2+

-calmoduline complex bindt

aan myosine light chain kinase (MLCK) waardoor dit enzym actief wordt. Het actieve Ca2+

-

calmoduline–MLCK fosforyleert de myosine lichte ketens waarna de actine bindingsplaats

op de myosine kop beschikbaar wordt en myosine in staat is om het actine te binden. In

skeletspiervezels zorgt de binding van Ca2+

voor een vormverandering van troponine terwijl

MLCK door de binding van Ca2+

-calmoduline enzymatisch actief wordt in gladde spiercellen.

Het eind resultaat is hetzelfde, de myosine kop kan binden aan het actine.

Gladde spiercellen die gedurende lange tijd zijn aangespannen zonder veel energie te

verbruiken verkeren in een “latch state”. Onder normale omstandigheden (niet de “latch

state”) kunnen de myosine-kop en het actine elkaar binden en langs elkaar schuiven als de

myosine lichte keten gefosforyleerd is. Als de myosine lichte keten gedefosforyleerd wordt,

laat de myosine-kop los van het actine filament. Echter, als de myosine lichte keten

gedefosforyleerd wordt, terwijl de myosine-kop aan het actine filament gebonden blijft

(omdat er te weinig ATPase activiteit is), blijft de gladde spiervezel in gecontraheerd staat en

verkeert in een “latch state” (vergelijk de rigor mortis in gestreepte spieren)

Zenuwvezels lopen langs het gladspierweefsel en neurotransmitter wordt in de buurt van de

gladde spiercellen afgegeven. De neurotransmitter bereikt de gladde spiercellen middels

diffusie.


13

Spierspoeltjes

Spierspoeltjes zijn vooral te vinden tussen de spiervezels van spieren die verantwoordelijk

zijn voor de lichaamshouding. Het zijn zintuigjes van ongeveer 7 millimeter lang die

gewikkeld zijn rond dwarsgestreepte spiervezels. Deze receptoren zenden informatie door

naar de hersenen over de rekbaarheid van de spieren. Ze wisselen daar in een constante

stroom informatie over uit. Spierspoeltjes hebben een uittrekbaar middenstuk en

samentrekbare uiteinden. Hiermee kunnen ze het samentrekken en uitrekken van een spier

regelen voordat er door het lichaam actie wordt ondernomen. Dit kan door de nauwe

samenwerking met de

hersenen. Als spieren

een bepaalde houding

moeten volhouden

werken de spoeltjes

als fixatiezintuig.

Alfa-gamma

coactivatie

De myotatische reflex

zelf is feedback

gestuurd en passief; er

treedt verlenging in de

spier op en de reflex

treedt in werking. De

contractie van de spier kan ook, samen met de myotatische reflex vanuit de hersenen worden

gestuurd; feedforward en actief: vanuit de hersenen wordt via de gamma- motoneuronen de

gewenste lengte opgelegd; de gamma- motoneuronen exciteren de intrafusale vezels. De

hoeveelheid contractie die dan moet plaatsvinden wordt geschat op basis van eerdere

ervaringen en uit informatie die receptoren geven over de feitelijke belasting (bijv. het

gewicht van een stapel boeken die je aan het optillen bent). Tevens regelen de gamma

motoneuronen hierdoor de gelijktijdige lengteverandering van intra- en extrafusale vezels.

Hierdoor kunnen de intrafusale vezels lengteverandering blijven registreren; het meetbereik

van de intrafusale vezels verandert synchroon met de verkorting zodat feedback mogelijk

blijft. Bijvoorbeeld bij het onderhands optillen van een voorwerp:

Als eerste neemt de spanning op de spier toe, maar wordt nog niet korter. Vervolgens

door de gamma-activatie geeft de spierspoel meer afferente activiteit af.

De motoneuronen in het ruggenmerg worden geactiveerd , de bicepsspanning neemt

toe en de biceps wordt korter waardoor het voorwerp wordt opgetild. Ook wordt

hierdoor de spierspoel korter waardoor de afferente activiteit vermindert. De biceps-

spanningstoename stopt.

Hierdoor worden voorwerpen met de juiste spanning opgetild.


14

Golgi peesorgaan

Wanneer er te veel kracht wordt gegenereerd door de agonist, worden de sensorische

uiteinden van de agonist samengeknepen. De Golgi wordt geactiveerd. Via een inhiberende

motorneuron zal dit zorgen voor een afname van activiteit van motorneuronen. Dit zorgt

ervoor dat de spierkracht in de agonist afneemt en de contractie afneemt. Voorbeeld:

reguleren van constante kracht bij het vasthouden van een mok melk (zie afbeelding).


15

Colleges 27 maart 2012

Dr. Scheurink

Hypofyse

De hypofyse, oftewel hersenaanhangsel, is een klier midden in het hoofd, onder de hersenen,

die vele hormonen afscheidt. De hypofyse vervult een belangrijke rol bij de regulering van

een groot aantal hormonen. De klier is ongeveer zo groot als een kikkererwt (doorsnede circa

één centimeter) en is gelegen in een holte in de schedelbasis, achter de neusrug. De hypofyse

is opgebouwd uit drie delen:

de voorkwab (pars anterior of adenohypofyse)

achterkwab (pars posterior of neurohypofyse)

de middenkwab (pars intermedia)

De middenkwab is bij mensen bijna niet aanwezig. Bij sommige diersoorten is deze echter

relatief groter. De achterkwab van de hypofyse staat met lange axonen direct in verbinding

met de hypothalamus. De voorkwab van de hypofyse is via een poortadersysteem verbonden

met de hypothalamus. Deze meet de hoeveelheden hormonen in het bloed en stuurt hormonen

naar de hypofyse wanneer er meer of minder van een hormoon nodig is.


16

Neurohypofyse

De neurohypofyse of hypofyseachterkwab maakt

deel uit van het endocriene systeem. In feite

betreft het een verzameling axonale projecties die

vanuit de hypothalamus helemaal tot voorbij de

adenohypofyse of hypofysevoorkwab lopen. De

neurohypofyse bestaat vooral uit projecties van

neuronen ofwel axonen die van de nucleus

supraopticus en de nucleus paraventricularis van

de hypothalamus lopen. Deze axonen scheiden

peptidehormonen af in de haarvaten van de

hypofysepoortader. De neurohypofyse geeft

zowel vasopressine (ADH, Stimuleert het

vasthouden van vocht; zorgt voor een stijgende

bloeddruk en roept mannelijke agressie op) als

oxytocine (Samentrekking van de baarmoeder en

lactatie) af. Deze hormonen worden beiden in de

nucleus paracentricularis en in de nucleus supraopticus gemaakt.

Adenohypofyse

Met de adenohypofyse wordt het voorste deel van de hypofyse dat tevens het grootste deel

van de hypofyse vormt bedoeld. De adenohypofyse speelt een sturende rol bij allerlei

lichamelijke processen zoals stress, groei en voortplanting. De adenohypofyse scheidt

peptidehormonen af, waardoor onder meer het functioneren van de bijnier, lever, botten,

schildklier en gonaden wordt geregeld. De adenohypofyse wordt zelf aangestuurd vanuit de

hypothalamus en door middel van tegenkoppeling vanuit de doelorganen.

POMC

Pro-opiomelanocortin (POMC) is a precursor

polypeptide with 241 amino acid residues.

POMC is synthesized from the 285-amino

acid long polypeptide precursor, pre-pro-

opiomelanocortin (pre-POMC), by the

removal of a 44-amino acid long signal

peptide sequence during translation. The large

molecule of POMC is the source of several

important biologically active substances

(multiple afgifte: meer hormonen van één

POMC molecuul splitsing (dus ook het

geproduceerde hormoon) is specifiek voor de endocriene cel).


17

Hormonen afgegeven door de

adenohypofyse

Net zoals de neurohypofyse zal de

adenohypofyse verschillende hormonen

afgeven aan het lichaam. Dit gebeurt niet

via neuronen die hun peptidehormonen in

de neurohypofyse afgeven aan het bloed,

maar direct, zonder de tussenkomst van

neuronen.

1 TSH

Thyroïdstimulerend hormoon of TSH is

een hormoon dat geproduceerd wordt door

de voorkwab van de hypofyse (de

adenohypofyse). Het stimuleert de

schildklier (thyroïd) tot productie van

schildklierhormonen, welke essentieel zijn

voor normale groei en ontwikkeling en

effecten hebben op het metabolisme. De

hypofyse op zijn beurt wordt aangestuurd met thyroïd vrijmakend hormoon (TRH) vanuit de

hypothalamus.

2 Corticotropine

Corticotropine (voluit: adrenocorticotroop hormoon) of ACTH is een polypeptide hormoon

en een neurotransmitter. Het bestaat uit 39 aminozuren en het wordt geproduceerd en

afgegeven door de adenohypofyse en door sommige neuronen. ADH en CRH geproduceerd

in de hypothalamus stimuleren de afgifte van ACTH. ACTH werkt in op de bijnierschors en

stimuleert de aanmaak van corticosteroïden zoals cortisol en ook androgenen (sekssteroïden).

Cortisol remt op zijn beurt weer de afgifte van ACTH (negatieve feedback), door een direct

effect op de adenohypofyse en een indirect effect op de hypothalamus, waar het de afgifte

van CRH remt.

3 FSH/LH

Het follikelstimulerend hormoon (afgekort FSH, ook wel Follitropine genoemd) wordt

afgegeven door de hypofyse, samen met het luteïniserend hormoon (LH). Onder invloed van

deze hormonen wordt de hormoonproductie van andere geslachtshormonen geregeld. FSH

stimuleert bij de vrouw de groei en rijping van follikels in de eierstokken, en zet de follikels

aan tot productie van oestrogenen. Bij de man bevordert FSH de vorming van zaadcellen in

de teelballen door stimulatie van de Sertolicellen. Bepaalde andere geslachtshormonen

remmen de hypofyse in de afgifte van FSH (tegenkoppeling). Bij de man stimuleert FSH de

aanmaak en rijping van zaadcellen. De FSH-concentratie is bij mannen vanaf de puberteit

betrekkelijk constant. In de hypothalamus wordt GnRH (gonadotropin releasing hormone)

aangemaakt, dit is de zgn. releasing hormone van FSH en LH.


18

4 Prolactine

Prolactine is een hormoon dat aangemaakt wordt in de hypofyse (voorkwab). Het is voor het

eerst geïsoleerd door Oscar Riddle uit de hypofyse van runderen en blijkt bij de mens vooral

een stimulerende werking op het borstklierweefsel te hebben (afscheiding). De afgifte van

prolactine staat onder controle van de hypothalamus door de remmende werking van

dopamine.

5 Groeihormoon

Het menselijk groeihormoon (ook wel afgekort tot GH of HGH, (humaan) groeihormoon) of

somatotropine is een hormoon dat wordt gemaakt in de hypofysevoorkwab. De belangrijkste

functie is het stimuleren van de productie en afgifte van groeifactoren. Het groeihormoon

beïnvloedt slechts enkele soorten cellen. Groeihormoon wordt niet gelijkmatig geproduceerd

maar in korte pieken. De productie van groeihormoon vindt plaats bij lichaamsbeweging,

stress en ongeveer twee uur na het inslapen. De afgifte wordt in de hersenen geregeld door

twee stoffen: 'growth hormone releasing hormone' of GHRH en somatostatine. Ze komen via

speciale bloedvaten in de hypofyse. 'Growth hormone releasing factor' heeft als functie het

stimuleren van de afgifte, terwijl somatostatine de afgifte juist afremt.

TRH (TSH releasing hormone): TSH omhoog

CRH (corticotropin releasing hormone): ACTH omhoog

GnRH of FSH/LH-RH (gonadotropin releasing hormone): FSH + LH omhoog

GRH (GH releasing hormone): GH omhoog

GH inhibiting hormone (GIH = somatostatine): GH omlaag

Prolactine inhibiting hormone (PIH = dopamine): prolactine omlaag


19

Geslachtsbepaling

Bij gewervelde dieren wordt de sekse bepaald door geslachtshormonen gevormd in de

indifferente gonade. Bij zoogdieren is dit feitelijk een één op één relatie met de genetische

constitutie en het is bij zoogdieren ook tot op heden niet mogelijk gebleken deze

geslachtsontwikkeling op kunstmatige wijze om te draaien. Een individu dat een X

chromosoom heeft van de moeder en een Y chromosoom van de vader zal een mannelijk

geslachtsontwikkeling volgen en een individu dat een X chromosoom heeft van de moeder én

een X chromosoom van de vader volgt een vrouwelijke geslachtsontwikkeling. Het X en Y

chromosoom worden de geslachtschromosomen genoemd. Een belangrijke component van de

secundaire geslachtsontwikkeling is "Anti Mullerian Hormone" dat zorgt voor een afbraak

van de in eerste instantie aangelegde gang van Muller, de afvoergang van de vrouwelijke

geslachtsproducten.

Anti Mullerian hormone (AMH)

Het Anti-Müllerian Hormone (AMH) is oorspronkelijk beschreven als het hormoon dat

ervoor verantwoordelijk is dat de buizen van Müller bij de man verdwijnen. Bij de vrouw

blijven ze bestaan, groeien ze uit tot de eileiders, en smelten ze samen leidend tot de vorming

van de baarmoeder.

Wolffian vs. Mullerian

Sexual differentiation is defined as the phenotypic development of structures consequent

upon the action of hormones produced following gonadal determination. The sex of an early

embryo cannot be determined because the reproductive structures do not differentiate until

the seventh week. Prior to this, the tissue is considered bipotential because it cannot be

identified as male or female. The internal genitalia consist of two accessory ducts: Wolffian

(male) and Mullerian (female). As development proceeds, one of the pairs of ducts develops

while the other regresses. Sex determination depends on the presence or absence of the sex

determining region of the Y chromosome, also known as the SYR gene. In the presence of a

functional SYR gene, the bipotential gonads develop into testes.

SYR gen

Het SRY-gen (afkorting voor Sex Determining Region of Y) of TDF-gen (afkorting voor

Testis Determining Factor) is bij de zoogdieren een geslachtsbepalend gen op het Y-

chromosoom. Dit gen werkt als een controlegen dat verschillende andere genen op de

autosomen en het X-chromosoom activeert en hierdoor vanaf de zesde week na de

bevruchting de vorming van de testes in de foetus op gang brengt. De testes secerneren

testosteron, een steroïd geslachtshormoon dat op zijn beurt de ontwikkeling van de andere

mannelijke geslachtskenmerken induceert. Het syndroom van Swyer is een Y-gebonden

erfelijke aandoeningen waarbij het SRY-gen ontbreekt. Hierdoor zal het embryo, ondanks de

aanwezigheid van een Y-chromosoom, zich toch uiterlijk ontwikkelen tot een meisje.


20

Male development

The SRY gene when transcribed and processed produces SRY protein that binds to DNA and

directs the development of the gonad into testes. Male development can only occur when the

fetal testis secretes key hormones at a critical period in early gestation. The testes begin to

secrete three hormones that influence the male internal and external genitalia: they secrete

anti-Müllerian hormone (AMH, defeminiserend effect), testosterone (aanleg interne

geslachtsorganen), and dihydrotestosterone (DHT). Anti-Müllerian hormone causes the

Müllerian ducts to regress. Testosterone converts

the Wolffian ducts into male accessory structures,

including the epididymis, vas deferens, and

seminal vesicle. Testosterone will also control the

descending of the testes from the abdomen into the

scrotom. Dihydrotestosterone will differentiate the

remaining male characteristics of the external

genitalia.

DHT

Dihydrotestosteron (DHT) is een sterk biologisch

actieve stof die in de cel wordt gemaakt uit de zelf

minder actieve voorloper, testosteron, met behulp

van het enzym 5-α-reductase. Het heeft een 3x

sterkere androgene werking dan zijn voorloper

testosteron. Tijdens de embryonale ontwikkeling

zorgt DHT voor de ontwikkeling van de

EXTERNE PRIMAIRE geslachtskenmerken

(testosteron zorgt daarentegen voor de INTERNE

geslachtskenmerken. Ook kan het op latere leeftijd

kaalheid veroorzaken (5-α-reductase inhibitor als medicijn,

idem voor prostaatkanker om een prostaatvergroting

tegen te gaan).


21


22

Androgeenongevoeligheidssyndroom

Het androgeenongevoeligheidssyndroom, afgekort tot AOS, is een aangeboren afwijking

waardoor iemand niet of onvoldoende reageert op mannelijke geslachtshormonen

(androgenen).

Het DNA van mannen en vrouwen verschilt doordat mannen een X- en een Y-chromosoom

hebben en vrouwen twee X-chromosomen. Vanaf de achtste week van de zwangerschap gaan

embryo's met XY-chromosomen veel androgenen produceren, waardoor ze mannelijke

geslachtskenmerken ontwikkelen. Embryo's met AOS hebben XY-chromosomen, maar

reageren niet op de mannelijke geslachtshormonen. Hierdoor ontwikkelen zich vrouwelijke

geslachtskenmerken.

Het is een misverstand dat mensen met AOS een beetje man en vrouw zijn. Omdat mensen

met AOS niet beïnvloed worden door het mannelijke hormonen, zien ze eruit als vrouw en

voelen ze zich ook echt vrouw. Er zijn echter een paar verschillen tussen hun lichaam en dat

van de gemiddelde vrouw. De belangrijkste zijn:

Ze hebben geen baarmoeder en eierstokken en kunnen dus geen kinderen krijgen

Ze menstrueren niet

Ze hebben geen oksel- en schaamhaar

Ze hebben geen acne

Ze hebben geen transpiratiegeur

Oestrogeen

Oestrogenen of estrogenen zijn een groep steroidhormonen die meestal vrouwelijke

hormonen genoemd worden, omdat ze een belangrijke rol spelen bij de ontwikkeling van de

vrouwelijke geslachtskenmerken, het reguleren van de menstruele cyclus en bij

zwangerschap. Maar oestrogenen komen ook wel in lage concentraties voor in het mannelijk

lichaam. Oestrogenen worden bij vrouwen onder andere afgescheiden door de eierstokken.

Ze spelen een belangrijke rol bij de lichamelijke ontwikkelingen in de puberteit, zoals de

groei van de baarmoeder en vagina en het groter worden van de borsten en de genitaliën.

Oestrogenen zijn van belang voor het soepel houden van de vagina, en voor de productie van

het cervix-slijm (dat weer van invloed is op de activiteit en levensduur van zaadcellen die de

vagina binnen komen).

Steroiden gemaakt uit cholesterol

Geproduceerd in gonaden en bijnierschors

Oestrogenen, androgenen en progesteron

Oestrogenen en androgenen hebben effecten in zowel man als vrouw

Progesteron alleen in vrouw (in man tussenproduct)

Oestrogenen vooral in vrouw, androgenen vooral in man

Gereguleerd door FSH en LH


23

LH

Het luteïniserend hormoon (LH) is een geslachtshormoon dat bij de vrouw de eirijping en de

eisprong (ovulatie) stimuleert. Na de eisprong stimuleert het de verdere ontwikkeling van het

Graafse follikel tot het geel lichaam (corpus luteum). Het geel lichaam ontwikkelt zich tot

een hormoonklier, dat hormonen gaat produceren. Deze hormonen zijn progesteron en de

oestrogenen (oestradiol en oestron). Ook bij mannen wordt LH door de hypofyse

geproduceerd. Het heeft invloed op de Leydigcellen in de teelballen. Deze cellen worden

gestimuleerd tot de vorming van het hormoon testosteron. De hoeveelheid hormonen in het

bloed bepaalt de LH-afgifte door de hypofyse (negatieve terugkoppeling).

FSH

Het follikelstimulerend hormoon (afgekort FSH, ook wel Follitropine genoemd) wordt

afgegeven door de hypofyse, samen met het luteïniserend hormoon (LH). Onder invloed van

deze hormonen wordt de hormoonproductie van andere geslachtshormonen geregeld. FSH

stimuleert bij de vrouw de groei en rijping van follikels in de eierstokken, en zet de follikels

aan tot productie van oestrogenen. Bij de man bevordert FSH de vorming van zaadcellen in

de teelballen door stimulatie van de Sertolicellen. Bepaalde andere geslachtshormonen

remmen de hypofyse in de afgifte van FSH (tegenkoppeling).De hormonen FSH en LH

worden door de hypofyse geproduceerd en spelen bij de vrouw een belangrijke rol in de

menstruatiecyclus. Gedurende de eerste twee weken van de menstruele cyclus (de folliculaire

fase) stimuleert FSH samen met LH de groei en rijping van follikels in de eierstokken en de

productie van oestrogenen. Na de ovulatie, in de luteale fase, zorgt LH samen met FSH voor

de aanmaak van progesteron door het corpus luteum. Progesteron remt de LH- en FSH-

productie, waardoor deze hormonen uiteindelijk weer in een lage concentratie aanwezig

zijn.Onder invloed van progesteron wordt het baarmoederslijmvlies voorbereid op de

innesteling van de bevruchte eicel. Indien een zwangerschap uitblijft zal de productie van

progesteron door het corpus luteum geleidelijk aan gaan dalen, hetgeen uiteindelijk resulteert

in een menstruele bloeding.Bij de man stimuleert FSH de aanmaak en rijping van zaadcellen.

De FSH-concentratie is bij mannen vanaf de puberteit betrekkelijk constant.

Sertoli cell

De Sertoli-cellen, of voedstercellen, begeleiden de rijping van zaadcellen. Deze cellen

worden gestimuleerd door Testosteron afkomstig van de cellen van Leydig en Follikel

stimulerend hormoon dat door de hypofyse wordt gevormd. De cellen van Sertoli produceren

ook het hormoon inhibine, die zorgen voor de afremming van de testosteronproductie door de

cellen van Leydig. Zo creëren beide cellen in de testes een systeem van homeostase.De

Sertoli-cellen zorgen voor steun, bescherming en voeding van de zich ontwikkelende

zaadcellen. De spermatogenetische cellen (cellen betrokken bij de productie van zaadcellen)

liggen ingebed in het cytoplasma van Sertoli-cellen. De zich ontwikkelende zaadcellen

komen hierdoor niet meer in contact met het interstitium (ruimte met vloeistof tussen cellen)

en kunnen alleen voedingsstoffen uit het cytoplasma van de Sertoli-cellen krijgen en er

afvalstoffen aan afgeven.


24

Effecten van oestrogenen op Gn-RH

In het college werd verteld dat hoge

oestrogeenspiegels zorgen voor een

verhoogde afgifte van het gonadotropine

releasing hormoon (GnRH). Dit is

opvallend omdat het één van de weinige

positieve-feedbacksystemen in ons

lichaam is. Er treedt pas een negatieve

feedback op wanneer de

oestrogeenwaarden gemiddeld of hoog

zijn. Dit is ook de reden waarom er in de

doorsnede anticonceptiepil weinig

oestrogeen zit en meer progesteron.


25

Leydig cellen

Cellen van Leydig zijn cellen

die onder andere in de testes

(zaadballen) in het

bindweefsel tussen de

verschillende lobben (lobuli)

te vinden zijn. Daar

produceren zij onder invloed

van de gonadotrope hormonen

FSH en LH het mannelijke

hormoon testosteron.

Leydigcellen produceren

onder invloed van het

Luteïniserend Hormoon LH,

Androgenen zoals Testosteron.

Inhibine

Inhibine is een eiwit dat de

synthese en secretie van FSH

remt (NIET LH!). Inhibine wordt bij vrouwen gesynthethiseerd door de granulosacellen van

een zich ontwikkelend follikel in de ovaria. Dit eiwit speelt een rol bij de regulatie van de

menstruele cyclus. Bij vrouwen wordt FSH geproduceerd door de de adenohypofyse onder

invloed van GnRH. Ter hoogte van de granulosacellen zal door een toename in FSH

concentratie inhibine geproduceerd worden.

Inhibine wordt geproduceerd door de gonaden, de hypofyse, de placenta en andere organen.

Bij mannen inhibeert inhibine eveneens de FSH-productie. Dit leidt tot een verminderde

testosteronsecretie. Inhibine wordt bij mannen gesecerneerd door de Sertolicellen die gelegen

zijn in de tubuli seminiferi van de testes.

Neuropeptide Y

Een hoog neuropeptide Y-niveau zorgt voor een hongergevoel en verminderde fysieke

activiteit. Als het vetgehalte in het lichaam stijgt (verhoogde leptineafgifte), wordt door

kernen in de hypothalamus de neuropeptide Y-productie verminderd. Het kwam er in het

college op neer dat wanneer een rat honger had (hoog NPY) zal hij eerder kiezen voor

voedsel dan voor seks.


26

Menstruatiecyclus

Tijdens de folliculaire fase geeft

de hypofyse (in de hersenen)

follikel stimulerend hormoon

(FSH) af dat de granulosacellen

van een follikel zal stimuleren tot

groei. FSH zorgt ervoor dat de

granulosacellen gelegen in het

ovarium oestradiol gaan

produceren. Zodra de oestradiol

concentratie boven een bepaalde

waarde komt te zitten, wordt door

de hypofysevoorkwab een grote

hoeveelheid luteïniserend hormoon

(LH) aan de circulatie afgegeven. Meerdere follikels (een zogenaamd cohort), gelegen in de

eierstok (ovarium) en bevatten elk een eicel (oöcyt). De follikels produceren gedurende deze

fase van de cyclus oestrogeen. Als de grootste follikel ongeveer een diameter van 17-20 mm

bereikt heeft zal de hypofyse piekgewijs LH produceren, waarna de follikel ongeveer 36 tot

48 uur later zal springen (ovulatie, zie verder bij de eicel). Het geproduceerde oestrogeen

zorgt voor groei (= proliferatie) van het endometrium in de baarmoeder (uterus). Deze

periode van menstruele cyclus heet daarom ook proliferatieve fase. Deze fase is wisselend in

duur (7 tot 21 dagen). Dit heeft gevolgen voor de vruchtbare periode (zie verder).

De tweede fase wordt luteale fase genoemd en begint op het moment dat de follikel

gesprongen is, en de eicel er uit verdwenen is. De granulosacellen van het follikel veranderen

van vorm en worden granulosa luteïnecellen. Onder invloed van het LH zullen deze

granulosa luteïnecellen progesteron gaan produceren. Het follikel zonder eicel wordt geel

lichaam (corpus luteum) genoemd en zal nog enkele dagen de productie van progesteron

blijven voortzetten. Onder invloed van de progesteron (en ook oestrogenen) verandert het

baarmoederslijmvlies waarbij de slijmklieren secreet produceren en afgeeft, en zo

klaargemaakt wordt voor de innesteling van het embryo. Deze fase heet daarom ook wel de

secretoire fase. Als dit geel lichaampje enkele dagen later stopt met de hormoonproductie,

doordat het niet ondersteund wordt door een zwangerschap geproduceerd hormoon hCG, zal

het baarmoederslijmvlies ten gronde gaan en een bloeding optreden.

Folliculaire fase

Oestrogenen triggert FSH/LH-RH secretie in de hypothalamus

FSH (positieve feedback)

Follikel komt volledig tot ontwikkeling, inhibine afgifte remt alleen

FSH niet LH

Endometrium (cellaag aan de binnenkant van de uterus) wordt ontwikkeld

Hoog LH ovulatie


27

Luteale fase

Lege follikel + LH corpus luteum progesteron en relatief lage

oestrogeen

Progesteron verdikking van het endometrium

Laag oestrogeen FSH en LH tot einde cyclus

Degeneratie corpus luteum oestrogenen en inhibine afstoten

oppervlak endometrium (menses)


28

Colleges 28 maart 2012

Dr. Buwalda

Spijsvertering

Spijsverteren of digestie betekent het verteren

van voedsel (spijs) tot stoffen die door het

lichaam kunnen worden opgenomen. Dit gebeurt

in het spijsverteringskanaal; buizen en

lichaamsholten waarin het spijsverteringsproces

plaatsvindt. In het maagdarmkanaal wordt het

voedsel (de spijsbrij)voortgestuwd en knedend

gemengd met de spijsverteringssappen door

beweging van het spierweefsel van de darm (de

peristaltiek).De spijsvertering kent 4 basale

processen die je moet kunnen onderscheiden

voor het tentamen, namelijk vertering, absorptie,

motiliteit en secretie (zie afbeelding hiernaast).

Vertering wordt gedaan door verschillende organen in het lichaam, waaronder de maag, de

darmen, de lever en de alvleesklier. De meeste voedingsstoffen in de voeding kunnen niet als

zodanig in het lichaam worden opgenomen. Het spijsverteringsstelsel heeft de volgende

taken:

Opname van voedsel

Mechanische verkleining van de voedselbrokken (kauwen en kneden)

Chemische verkleining onder invloed van enzymen (vertering)

Transport van de voedselbrij door het spijsverteringskanaal (slikken en peristaltiek)

Kneden en mengen van het voedsel (peristaltiek)

Overdracht van de voedingsstoffen aan het bloed (resorptie)

Uitscheiden van afvalstoffen door de lever in de darm

Afgeven van niet-verteerde resten (ontlasting)

Het duodenum, de nuchtere darm en kronkeldarm vormen samen de dunne darm die bij de

mens zes tot zeven meter lang kan zijn. Aansluitend hierop begint de dikke darm. Deze

begint met de blindedarm en eindigt bij de endeldarm. De blindedarm is een kort

'doodlopend' stuk dat eindigt met een wormvormig aanhangsel, ook wel appendix genoemd.

Appendicitis is een ontsteking van dit aanhangsel. Foutief spreken mensen vaak van

blindedarmontsteking.

De functie van de darm is het verteren en opnemen van voedingsstoffen. Eerst gebeurt er een

verteringsproces dat reeds in de mond begint.

Lichaamssappen vanuit verschillende organen komen terecht in de darm om het

verteringsproces op gang te brengen. De verteerde voedingsstoffen kunnen vervolgens door

de darmwand heen in het bloed worden opgenomen.


29

De maag

De maag is een gekromde zak en ligt links boven in de buikholte. De maag grenst aan de

lever, de milt, de alvleesklier, het middenrif en voor een gedeelte aan de dikke darm.

Afhankelijk van de inhoud en van de houding van het lichaam neemt de maag verschillende

vormen aan. Dienovereenkomstig kan men een haakvorm, een posthoornvorm of een

stierenhoornvorm onderscheiden. De slokdarm (oesofagus) komt bij de maagingang (pars

cardiaca) de maag in. Naar boven toe welft zich de koepel van de maag (fundu). Hier

verzamelen ingeslikte gassen zich. Ook zorgt de fundus ervoor dat de maag een grotere

opslagcapaciteit krijgt wanneer er veel wordt gegeten. Het maagcorpus (corpus gastricum)

gaat rechts beneden in de maaguitgang over (maagportier = pylorus). De delen van de maag

gaan zonder bijzondere grenzen in elkaar over. De binnenkant van de maag is bekleed met

een dikke slijmhuid, waarin de maagklieren ingebed liggen. De spierlaag van de maag bestaat

uit glad en dwarsgestreept spierweefsel. Hiermee kan de maag zich vernauwen en verwijden

en zo de peristaltische beweging van de slokdarm voor het transport van spijzen voortzetten.

De maag wordt omgeven door het buikvlies. Door het buikvlies kan de maag zich in de

buikholte bewegen, al naargelang de toename of afname van de omvang ervan, in verband

met voedselopname.

De maagwand bevat plooien in het bedekkende epitheel, de foveolae (gastric pits). Aan de

basis van de foveolae monden de klierbuizen uit, vaak meerdere per foveola. De cellen van

de foveola hebben allen een klierfunctie gekregen. Deze cellen zijn van het muceuze type en

hebben een helder cytoplasma.Afhankelijk van de celsoort scheiden de maagklieren

verschillende stoffen af. De hoofdcellen scheiden pepsinogeen af, dat in de maag omgezet

wordt in het enzym pepsine. Pepsine is voor de eiwitsplitsing bestemd. De wandcellen

vormen het maagzuur (zoutzuur). De slijmafscheiding door de nekcellen is belangrijk. Deze

slijmlaag beschermt de maag ertegen, zichzelf te verteren. In de G-cellen, die vooral in het

portiergedeelte van de maag gevonden kunnen worden, wordt het hormoon gastrine

afgegeven. Gastrine komt via de bloedsomloop bij de klieren van de maagkoepel en van het

maagcorpus en zet deze tot het afscheiden van maagsap aan. Zolang in het portiergedeelte

nog spijsdelen aankomen, die eiwitdeeltjes bevatten, wordt gastrine geproduceerd.


30

De dunne darm

De dunne darm is een onderdeel van het menselijk spijsverteringsstelsel. Ook de meeste

(zoog)dieren hebben een dunne darm. De dunne darm bestaat uit drie delen:

1. twaalfvingerige darm of duodenum (ca. 12 vingers lang 0,25m)

2. nuchtere darm of jejunum (ca. 2,5m lang);

3. kronkeldarm of ileum (ca. 3,5m lang);

De dunne darm is zo'n 5 tot 6 meter lang en haalt de belangrijkste voedingsstoffen uit het

eten.

Een belangrijke functie van de twaalfvingerige darm is het neutraliseren van de pH. De

chymus, de voedselbrij afkomstig uit de maag, is zeer zuur en zou de rest van het maag-

darmstelsel kunnen beschadigen. De alvleesklier (pancreas) produceert bicarbonaat, een base

die de pH weer omhoog brengt. Daarnaast produceert de pancreas ook nog

verteringsenzymen, zoals trypsine, lipase en amylase, die de vertering voortzetten. Ook wordt

in de twaalfvingerige darm het gal toegevoegd aan de chymus, afkomstig van de lever en de

galblaas. De twaalfvingerige darm is naast pH-neutralisatie dus ook verantwoordelijk voor

een deel van de vertering. De volgende onderdelen moet je kennen:

– Mucosa

• Epitheelcellenlaag (variabel karakter; tight junctions maag en colon,

dunne darm minder ‘tight’) (stamcellen; hoge turnover)

• Subepitheliale bindweefsellaag (zenuwen, bloed- en lymfevaten,

immuuncellen (macrofagen en lymfocyten) platen van Peyer)

• Gladde spiercellaag (effectieve oppervlakte)

– Submucosa (bindweefsel met grotere bloed- en lymfevaten)

– Muscularis externa

• Binnenste circulaire laag en buitenste longitudinale laag)

– Serosa (bindweefsel)


31

Motiliteit

Peristaltiek (A) is de knijpende

beweging van een buisvormig

orgaan, die ervoor zorgt dat het

voedsel vooruitkomt in het maag-

darmstelsel of urine in de ureter

tussen nierbekken en blaas. Door

de peristaltiek is het bijvoorbeeld

mogelijk een glas water te

drinken terwijl men

ondersteboven hangt. Bij

peristaltiek trekken de

lengtespieren en de kringspieren

in de wand van de darm boven

(ofwel achter) de voedselbrij zich samen; deze samentrekking is reflexmatig en volgt op een

uitrekking van de darmwand door de voedselprop. Contracties van de GI tract kunnen zowel

tonisch als fasisch plaatsvinden. In de maag gebeurt dit met ongeveer 3 golven/min en in de

duodenum met ongeveer 12 golven per minuut (cellen van Cajal zijn pacemaker cellen). De

darmen maagwand bevat een gladde spierlaag, bestaande uit single-unit smooth muscle.

Segmentale contracties (B) zorgen in de dunne darm voor menging. Hierbij wordt een

contractie op een bepaalde plaats niet gecoördineerd met activiteit voor en achter die plaats,

waardoor de inhoud proximaal en distaal wordt verplaatst.

Verteringsenzymen

De twaalfvingerige darm (ook wel duodenum genoemd) is de volgende plek waar het voedsel

verder wordt verteerd. De twaalfvingerige darm is bedekt met epitheel bestaande uit

microvilli en slijmvormende gobletcellen. De gevormde slijmlaag beschermt de cellen van de

darmen.

Lever en galblaas

Wanneer vet voedsel vanuit de maag in de twaalfvingerige darm arriveert, stimuleert dit de

afgifte van gal vanuit de galblaas en via de galgang naar het voedsel in de twaalfvingerige

darm. Het gal is in de lever geproduceerd en bestaat onder andere uit water, galzouten,

cholesterol en bilirubine (een gele stof die voornamelijk vrijkomt bij afbraak van oude rode

bloedcellen). De belangrijkste functie van het bittere gal is dat vetten worden geëmulgeerd

zodat de vetten makkelijker verteerbaar zijn.


32

Alvleesklier

Naast gal worden er door de alvleesklier ook sappen in de twaalfvingerige darm afgegeven.

De alvleesklier produceert verschillende spijsverteringsenzymen voor de afbraak van eiwitten

(proteases), vetten (lipases) suikers (amylase) en grote hoeveelheden natriumbicarbonaat om

het maagzuur te neutraliseren.

Pariëtale cellen

De maagzuurproductie is de belangrijkste

oorzaak van deze klachten. Zonder zuur

zouden er immers ook geen klachten zijn.

Pariëtale cellen in de maagwand zorgen

ervoor dat zoutzuur het lumen in

getransporteerd wordt. Via een

protonpomp met H+/K

+-ATPase-activiteit

wordt H+ actief het lumen in

getransporteerd door uitwisseling met K+.

Dit zuur komt van CO2 dat vanuit het

bloed de cel intreedt. Het ontstane HCO3-

wordt weer het plasma in getransporteerd ,

uitgewisseld tegen Cl-.

Bicarbonaatafscheiding pancreas

Zoals ik al zei scheidt de pancreas natriumbicarbonaat af, dat zal helpen bij het verhogen van

de pH. Dit gebeurt in de zgn. duct cells van de pancreas. Je moet begrijpen het verplaatsen

van ionen altijd gepaard gaat met het verplaatsen van water. Cystic firbrose is een ziekte

waarbij de CFTR kanalen niet goed werken, waardoor patienten taai slijm krijgen, zowel in

de longen als in het maag-darmstelsel

NaHCO3 + HCl → NaCl + H2O + CO2


33

Zout secretie

Net zoals bicarbonaat wordt er in

het maag-darmkanaal ook zout

(NaCl) uitgescheiden door

verschillende cellen in de

maag/darmwand. Deze cellen

worden ook wel de crypt cellen

genoemd. Merk ook op dat ook hier

CFTR kanalen in werking zijn.

Slijmbekercellen

Slijmbekercellen (gobletcellen) zijn gespecialiseerde cellen die gelegen zijn tussen de

enterocyten in de darmbekleding. Ze produceren slijm dat de darm bevochtigt.

Slijmbekercellen komen in de dikke darm meer voor dan in de dunne darm . De laag slijm die

de darmen bekleedt, bevat een groot aantal bicarbonaationen, die worden afgegeven door

cellen die onder de slijmbekercellen liggen. Slijm wordt afgegeven wanneer de

slijmbekercellen door zenuwuiteinden of door het contact met de darminhoud worden

geprikkeld. Het slijm dat door de slijmbekercellen wordt geproduceerd, beschermt de

darmwand tegen beschadigingen. Het slijm vormt daarnaast een enigszins kleverig,

geleiachtig medium dat de deeltjes van de ontlasting aan elkaar doet kleven. Het basische

slijm vormt een effectieve barrière tegen de zure omgeving van de darmholte en de kwetsbare

darmwand.

Gal

Gal wordt gemaakt door de lever en in de galblaas opgeslagen in ingedikte toestand. Gal

bestaat onder andere uit water, galzouten, cholesterol en bilirubine. Als vethoudend voedsel

de wand van de twaalfvingerige darm (duodenum) passeert veroorzaakt dit een

parasympatische prikkel in de galblaas en afgifte van het hormoon cholecystokinine

waardoor de gal wordt afgegeven via de galgang in de twaalfvingerige darm. Door de

galzouten in de gal worden vetten geëmulgeerd en ontstaan micellen zodat de vetten

makkelijker verteerbaar zijn.


34

Enterisch zenuwstelsel

Het enterisch zenuwstelsel is het eigen zenuwstelsel van het spijsverteringsstelsel. Het

behoort tot het autonome zenuwstelsel. Het enterisch zenuwstelsel communiceert normaal

gesproken met het centraal zenuwstelsel via de nervus vagus en het orthosympatisch

zenuwstelsel. Maar onderzoek, waarbij de nervus vagus wordt doorgesneden, toont aan dat

het enterisch zenuwstelsel ook geheel zelfstandig kan functioneren alsof het een eigen "brein"

heeft. Het bevat efferente en sensorische zenuwcellen en interneuronen en het maakt gebruik

van meer dan 30 neurotransmitters, waaronder acetylcholine, dopamine en serotonine. Deze

en andere eigenschappen maken het voor het enterisch zenuwstelsel mogelijk als een

zelfstandig systeem te functioneren.

CCK

Cholecystokinine (CCK) is een hormoon en een neurotransmitter. Het is samengesteld uit

verschillende aminozuren en wordt in het lichaam afgegeven door de twaalfvingerige darm

en het jejunum. Als hormoon werkt CCK in op de alvleesklier, die daardoor enzymen

afscheidt die zorgen voor de vertering van proteïnen, vetten en koolhydraten. Ook werkt het

in op de galblaas, die daardoor gal afscheidt, dat zorgt voor het emulgeren van vetten, zodat

die gemakkelijker door het lichaam worden opgenomen. Ook zorgt het voor een

verzadigingssignaal, door inwerking op de nervus vagus, die op zijn beurt zal inwerken op de

nucleus van de tractus solitarius.

Ghreline

Ghreline is een hormoon dat vooral afgescheiden wordt door de maagwand en dat de eetlust

opwekt. De naam komt van growth hormone-releasing peptide. Het is dus een peptide dat

aanzet tot vrijstelling van groeihormoon. Ghreline is het enige bekende hormoon dat

voedselinname stimuleert. Er zijn vele hormonen bekend die de voedselbehoefte remmen,

zoals leptine.


35

Vertering koolhydraten

De vertering van koolhydraten begint in

de mond. Het speeksel bevat een enzym

dat koolhydraten afbreekt. De maag

bevat geen enzymen die inwerken op

koolhydraten. Pas in de dunne darm gaat

de vertering van koolhydraten verder.

Zetmeel en tweevoudige suikers worden

afgebroken tot enkelvoudige suikers,

namelijk glucose, fructose en galactose.

De glucose, fructose en galactose worden

via de darmwand in het bloed

opgenomen.

Microvillus

Microvilli zijn microscopische uitstulpingen van het celmembraan die het oppervlak van

cellen drastisch vergroten. Microvilli zijn te vinden in de brush border in de dunne darm.

Door het grote oppervlak kan voedsel makkelijk worden opgenomen. Iedere microvill heeft

zijn eigen ader, slagader en lymfevat voor de opname van grotere moleculen die niet goed in

bloed oplossen zoals vetten. Deze cellen gebruiken geen glucose voor hun metabolisme maar

een aminozuur (glutamine), zodat suiker efficiënt kan worden opgenomen.

Vertering eiwitten

De spijsvertering van eiwit begint in de maag.

Met behulp van een enzym uit het maagsap

worden eiwitten afgebroken tot kleinere

deeltjes. Deze deeltjes heten peptiden. De

peptiden komen in de dunne darm terecht

waar ze worden afgebroken tot aminozuren.

Drie enzymen zijn verantwoordelijk voor het

afbreken van peptiden tot aminozuren. Deze

drie enzymen komen uit de alvleesklier en uit

de dunne darm. De aminozuren worden via de

wand van de dunne darm opgenomen in het

bloed. De afbraak van eiwitten vindt plaats

door middel van exopeptidases en

endopeptidases (zie afbeelding hiernaast).


36

Vertering van vet

De vertering van vet begint in de dunne darm. Daarbij is gal uit de lever onmisbaar. Het gal

zorgt voor het emulgeren van vet (kleine druppeltjes maken van vet), zodat de enzymen er

beter op in kunnen werken. De alvleesklier vormt een enzym dat het vet afbreekt, en hierbij

ontstaan vetzuren. Ook de dunne darm vormt een vet-afbrekend enzym. De vetzuren worden

door de darmwand opgenomen en daar weer opgebouwd tot vetten. Ook worden ze daar

voorzien van een eiwitmanteltje voor het vervoer door het bloed.


37

Colleges 3 april 2012

Dr. Scheurink

Werking nefron

De eerste stap is het persen van water met opgeloste stoffen uit het bloed. Bloedcellen en

grote eiwitten blijven hierbij achter in het bloed. Dit proces vindt plaats in het zeeflichaampje

(glomerulus), een kluwen van haarvaten. De kant van het bloedvat wat het kapsel van

Bowman in gaat heeft een grotere diameter dan de kant die er uit gaat. Hierdoor bouwt de

druk in de glomerulus hoog(er) op en wordt er nog meer vloeistof uit het bloedvat geperst.

Vervolgens wordt het vocht wordt opgevangen in het kapsel van Bowman dat het

zeeflichaampje omhult, het heet dan de voorurine, vanaf daar stroomt het door de lange en

kronkelige nierbuisjes (tubuli contorti) naar de urineblaas. In deze buisjes worden stoffen

zoals bv. glucose (suiker), K+-ionen, water, en NaCl (keukenzout) terug afgegeven aan het

bloed. Sommige stoffen (zoals NaCl) doen dit door zgn. actief transport, anderen (zoals water

en glucose) doen dit door passief transport.

Proximale tubulus

Het door de glomerulus gefiltreerde vocht

stroomt vanaf het kapsel van Bowman in de

proximale tubulus contortus. Het (ultra)filtraat in

de proximale tubulus is hypotoon t.o.v. het

omgevende bloed. Hierdoor worden grote

hoeveelheden water door osmose uit het nefron

verwijderd. Er treedt ook actieve reabsorptie van

glucose, zouten en aminozuren op.

Lus van Henle

Het filtraat uit de proximale tubulus komt

vervolgens in de lis van Henle terecht. Deze

bestaat uit een afdalend en een opstijgend deel.

Beide zijn weer verdeeld in een dunner en dikker deel. De daadwerkelijke 'lus' ligt in het

dunne deel. In de Lis van Henle worden door gebruik te maken van het tegenstroomprincipe

nog meer opgeloste stoffen teruggewonnen, maar vooral wordt ook heel veel water weer

geresorbeerd. Aan het eind van de lis van Henle is nog zo'n 6% van het water en 4% van de

zouten in de voorurine over. De lis van Henle wordt ook wel de lus van Henle genoemd. Het

schijnt dat het tegenwoordig vaak gebruikte "lis" een typefout was in een lesboek (voor de

Universiteit) en dat deze fout overgenomen is, en zo vaak is gebruikt dat deze spelling als

gangbaar beschouwd wordt.

Distale tubulus

In de distale tubulus wordt nog meer zout uit de voorurine gepompt, daardoor wordt de

osmotische waarde veranderd en water volgt het zout terug naar het bloed.


38

Verzamelbuis

Tenslotte komt de overgebleven vloeistof uit in de verzamelbuis, vanwaar het via het

nierbekken en de urineleider naar de urineblaas stroomt. De wand van de verzamelbuis is

normaal niet doorlaatbaar voor water, maar wordt dit wel onder invloed van het antidiuretisch

hormoon (ADH of vasopressine, gemaakt door de neurohypofyse). Bij aanwezigheid van dit

hormoon stroomt er dus nog extra water uit het lumen naar het interstitium onder invloed van

de in de lis van Henle door middel van tegenstroom opgewekte osmotische gradiënt. Zo is de

urine nog sterker geconcentreerd.

Bloedvoorziening

Ieder nefron heeft zijn eigen

bloedvatstelsel. De afferente

(aanvoerende) en efferente

(afvoerende) arteriolen voeren het

bloed van en naar het kapsel van

Bowman. De afferente arteriool

vervoert het bloed van de

leverkwabslagader naar het kapsel

om gefilterd te worden. De

efferente arteriool vervoert het

bloed van het kapsel naar de

medullaire plexus (netwerk in het

schors) en vervolgens naar de

leverkwabader.

Urineproductie is het resultaat van glomerulaire filtratie, tubulaire reabsorptie en tubulaire

secretie

Een van de belangrijkste functies van de nieren is het klaren van schadelijke stoffen uit het

bloed en het resorberen van bruikbare stoffen. De eerste fase om deze functie uit te kunnen

voeren is de filtratie van vocht uit de glomerulaire capillairen in de renale tubuli, Dit proces

wordt glomerulaire filtratie genoemd. Als het glomerulaire filtraat door de tubuli stroomt,

neemt het volume van het filtraat af. Ook verandert de samenstelling van het filtraat. Deze

processen hebben plaats tijdens de tubulaire reabsorptie en secretie. Beide processen kunnen

in activiteit erg variëren. Dit is afhankelijk van de behoefte van het lichaam. De excretie van

stoffen met de urine is afhankelijk filtratie, reabsorptie en secretie. Deze relatie kan

uitgedrukt worden met de volgende formule:

• Urineproductie = Filtratie – Reabsorptie + Secretie


39

Elk van deze fysiologische processen

wordt gecontroleerd en een

nettoverandering van de excretie kan dus

een gevolg zijn van veranderingen in de

glomerulaire filtratie (GFR), tubulaire

reabsorptie en tubulaire secretie.

De renale doorbloeding bedraagt 22

procent van het HartMinuutVolume

(HMV). De bloedvoorziening van de

nier verloopt via de a. renalis. De a.

renalis vertakt zich in interlobaire

arteriën, arterie arcuatus, interlobulaire

arteriën en afferente arteriolen. De

afferente arteriolen vertakken zich verder

in glomerulaire capillairen. In

laatstgenoemde start de filtratie van

vocht en opgeloste stoffen.

TENTAMENVRAAG: Filtration pressure in the renal corpuscle depends on hydrostatic

pressure, colloid osmotic pressure, and fluid pressure.


40

Regulatie van het GFR

Om te zorgen dat de hydrostatische druk altijd hoger is dan de colloïde osmotische druk en de

vloeistofdruk (Pfluid in de afbeelding hierboven) bij elkaar opgeteld, zijn er een drietal

regelmechanismen die samen deel van de autoregulatie van de glomerulaire filtratie

uitmaken. Ten eerste is er de myogene regulatie:

Arteriële druk. Een stijging van de arteriële druk verhoogd de glomerulaire

hydrostatische druk en de GFR. Dit effect wordt echter opgevangen door

autoregulatie, welke het effect van bloeddruk op de glomerulaire hydrostatische druk

minimaliseert.

Afferente arteriole weerstand. Een stijging van de weerstand van de afferente

arteriolen verlaagt de glomerulaire hydrostatische druk en GFR (zelfde als afbeelding

C, alleen dan treedt er vasoconstrictie op in de afferente arterie.

Efferente arteriole weerstand. Een stijging van de weerstand van de efferente

arteriolen verhoogt de weerstand van doorbloeding van de glomerulaire capillairen en

de glomerulaire hydrostatische druk. Hierdoor stijgt de GFR (zo lang de nierbloeding

niet afneemt). Als de efferente constrictie meer dan drie keer zo hoog wordt,

veroorzaakt de grote daling van nierbloeding eerder een daling van de GFR.

2. De tubuloglomerulaire feedback

Normal renal function requires that the flow through the nephron is kept within a narrow

range. When tubular flow (that is, GFR) lies outside this range, the ability of the nephron to

maintain solute and water balance is compromised. Additionally, changes in GFR may result

from changes in renal blood flow (RBF), which itself must be maintained within narrow

limits. Elevated RBF may damage the glomerulus, while diminished RBF may deprive the

kidney of oxygen. Tubuloglomerular feedback provides a mechanism by which changes in

GFR can be detected and rapidly corrected for on a minute-to-minute basis as well as over

sustained periods.


41

Regulation of GFR requires both a mechanism of detecting an inappropriate GFR as well as

an effector mechanism that corrects it. The macula densa serves as the detector, while the

glomerulus acts as the effector. When the macula densa detects an elevated GFR, it releases

several molecules that cause the glomerulus to rapidly decrease its filtration rate.

(Technically, the macula densa detects a SNGFR, single nephron GFR, but GFR is used here

for simplicity.) The macula densa is a collection of densely packed epithelial cells. As the

TAL ascends through the renal cortex, it encounters its own glomerulus, bringing the macula

densa to rest at the angle between the afferent and efferent arterioles. The macula densa's

position enables it to rapidly alter glomerular resistance in response to changes in the flow

rate through the distal nephron. The macula densa uses the composition of the tubular fluid as

an indicator of GFR. A large sodium chloride concentration is indicative of an elevated GFR,

while low sodium chloride concentration indicates a depressed GFR. Sodium chloride is

sensed by the macula densa by an apical cotransporter (NKCC2). Detection of elevated

sodium chloride levels triggers the release of signaling molecules from the macula densa,

causing a drop in GFR. This drop is thought to be mediated largely by constriction of the

afferent arteriole (zie afbeelding).

3. Autonomische regulatie

Tenslotte kan de GFR nog gereguleerd worden d.m.v. het autonome zenuwstelsel. Dit houdt

in dat het zenuwstelsel m.b.v. bepaalde neurotransmitters vasoconstrictie en vasodilatie kan

doen laten optreden. Hier werd niet veel over verteld tijdens het college.


42

Waterhuishouding Bij de regulatie van de waterhuishouding worden zowel de inname als de uitscheiding

gestuurd. De waterinname wordt gereguleerd door de dorstprikkel. De dorstprikkel ontstaat:

Na activering van de osmoreceptoren in de hypothalamus bij verhoging van de

osmolaliteit van het extracellulaire compartiment (vuren bij een hoge osmolaliteit).

Na activering van de baroreceptoren in de aortaboog bij een te lage bloeddruk en/of

extracellulair volume;

Na stimulatie van het RAAS door renale hypoperfusie waarna angiotensine II het

dorstcentrum stimuleert.

De wateruitscheiding wordt voornamelijk gestuurd door de aanwezigheid van het

hypofysehormoon vasopressine. Vasopressine bindt aan de (vasopressine)V2-receptoren van

de verzamelbuis waardoor waterkanalen (aquaporiën) in de luminale membraan worden

geplaatst, hetgeen leidt tot passieve terugresorptie van water langs de osmotische gradiënt

van de verzamelbuis en het hypertonische medullaire interstitium. Vasopresine wordt aan het

bloed afgegeven, eveneens na signalen van de osmo- en de baroreceptoren.

Functies van water

The human water balance is essential for health. Water is taken in via fluids and solid food

with intake varying according to thirst, hunger and appetite. Water is vital for human life. The

proportion of body weight made up of water is dependent upon age and sex and ranges

between 75% in newborn babies and around 50% in the elderly. 10% of this is found in the

blood, 70% in the cells and 20% outside the cells (tissue fluid). There is a continuous

exchange taking place between the fluid within the cells and that outside the cells (osmosis)

so that the cells are always supplied with sufficient fresh water.

Functions of water:

Serves as a solvent. In our bodies water acts as a solvent for our food so that this can

be transported and processed. It also serves to

dilute a number of harmful substances.

Serves as a lubricant

Regulator of body temperature. An additional

important role of water is to regulate body

temperature. Alongside other regulatory

mechanisms, sweating also helps maintain body

temperature constant at around 37°C, regardless how cold or warm it is outside the

body.

Allows chemical reactions to occur. Chemical processes are continually taking place

in the body. Metabolism, muscular action, nerve transmission processes – these would

all be impossible without these chemical processes.


43

Vasopressine

ADH speelt een belangrijke rol bij de resorptie van water in de distale tubulus en de

verzamelbuis in de nieren. ADH wordt afgegeven door de neurohypofyse (posterior). De V2-

receptoren van de nieren dienen als bindingsplaats voor ADH. Door het stimuleren van

waterresorptie zorgt ADH ervoor dat er minder water in de urine terechtkomt. Hierdoor wordt

de osmolaliteit van urine verhoogd en de osmolaliteit van het bloed verlaagd. ADH heeft ook

een vaatvernauwende werking. Bij gebrek aan antidiuretisch hormoon treedt een centrale

diabetes insipidus op, waarbij de patiënt water niet goed vast kan houden en ontzettend veel

moet drinken (soms wel 10-20 liter per dag of meer) om niet uit te drogen. De afgifte van

ADH wordt gereguleerd door osmotische receptoren in de hypothalamus en

bloeddrukreceptoren in het hart, de longvaten, de sinus caroticus en door de aanwezigheid

van angiotensine II.


44

ACE-remmers

ACE-remmers zijn medicijnen die de werking van angiotensine-converting enzyme (ACE) in

de weefsels en het bloedplasma remmen.Renine-angiotensine-aldosteronsysteem (RAAS):

Angiotensinogeen wordt gesynthetiseerd in de lever. Renine (gevormd in nier) zet

angiotensinogeen om in angiotensine I, en ACE zet angiotensine I om in angiotensine II.

Angiotensine II is een stof met een krachtige vaatvernauwende werking. Een ACE-remmer

remt de werking van ACE waardoor de omzetting van angiotensine I in angiotensine II

vermindert. Doordat de vorming van angiotensine II wordt geremd, wordt vaatvernauwing

verminderd, en dus wordt de bloeddruk verlaagd. Door de verlaging van de bloeddruk wordt

het hart minder belast (afterloadreductie), waardoor bij hartfalen het hart tegen een lagere

weerstand in kan pompen. Angiotensine II induceert ook de productie van Aldosteron.

Aldosteron heeft een stimulerend effect op de natrium- en water-retentie, oftewel de nieren

gaan zout en water vasthouden. Hierdoor stijgt het bloedvolume en daarbij ook de bloeddruk.

De belangrijkste functie van een ACE-remmer is de rem van de aanmaak van Aldosteron en

daarbij een rem op het toenemen van het bloedvolume en daarbij de bloeddruk (afbeelding

hieronder globaal kennen).


45


46


47

Colleges 5 april 2012

Dr. Scheurink

Shivering thermogenesis

One method to raise temperature is through shivering. It produces heat because the

conversion of the chemical energy of ATP into kinetic energy causing some of the energy to

show up as heat. It is not 100% efficient. No real movement is produced in shivering because

opposing (antagonistic) muscle pairs are activated at the same time resulting in the shivering.

An example of shivering thermogenesis is the process by which the body temperature of

hibernating mammals (such as some bats, some ground squirrels, etc) is raised as these

animals "wake up" from hibernation.

Non-shivering thermogenesis

Non-shivering thermogenesis usually

occurs in brown adipose tissue (brown

fat) that is present in human infants, and

hibernating mammals. Non-shivering

thermogenesis can be obligatory or

facultative. Obligatory thermogenesis is

the heat production automatically

caused by the metabolic rate, while

facultative thermogenesis can be

activated in cold exposure to raise body

temperature.

Bruin vetweefsel

Bruin vetweefsel is een type vetweefsel dat warmte kan produceren door de oxidatie van vet.

De vetcellen in dit weefsel hebben grote hoeveelheid mitochondriën die zorgen voor de

bruine kleur. Dit in tegenstelling tot vetcellen in het wit vetweefsel, dat minder

mitochondriën heeft. Bruin vetweefsel komt alleen voor bij zoogdieren.Bij mensen start de

ontwikkeling van bruin vetweefsel na de 30ste week van de zwangerschap. Vroeggeborenen

hebben hierdoor vaak problemen om hun lichaamstemperatuur te handhaven. Bij zuigelingen

is bruin vetweefsel vooral aangetroffen rond de romp en in het nekgebied. Er werd gedacht

dat volwassenen of geen bruin vetweefsel hadden of dat ze heel weinig hadden, maar dan met

nauwelijks activiteit. Rond het jaar 2000 kwamen er steeds meer aanwijzingen dat

volwassenen bruin vetweefsel hebben. Dit is voornamelijk gevonden rond de nek en de

schouders. Ook werd ontdekt dat dit weefsel actiever is dan voorheen gedacht. Dikke mensen

blijken minder bruin vetweefsel te hebben dan slanke mensen, omdat zij (i.t.t. slanke mensen)

een goede isolatielaag hebben. Slanke mensen gebruiken het bruine vetweefsel om hun

lichaamstemperatuur te reguleren. Dit is het type weefsel dat wordt afgebroken wanneer men

het koud heeft.


48

Thermoceptie

Het organisme gebruikt thermoceptie om de normale temperatuur van zijn lichaamsdelen te

handhaven. De normale temperatuur is de bij het betreffende lichaamsdeel in bepaalde

omstandigheden horende evenwichtstemperatuur. In de omstandigheid van ziekte kan een

verhoogde evenwichtstemperatuur nodig zijn (koorts). In de omstandigheid van vrieskou kan

het relatief koel laten van de niet vitale buitenste lichaamsdelen nodig zijn (onderkoeling).

Om continu terug te kunnen keren naar de normale temperatuur, sturen de hersenen via de

binnenkomende temperatuurprikkels twee soorten evenwichtszoekende processen aan. Dat

zijn de opwarmende en de afkoelende lichaamsprocessen, beide zowel onbewust als bewust.

Bewuste opwarmende lichaamsprocessen zijn bijvoorbeeld klappertanden en kippenvel

tonen. Tot de onbewuste verkoelingsprocessen behoren het verwijden van huidporiën en het

uitzweten van transpiratievocht. Mensen en dieren met enig bewustzijn handelen ook

doelgericht om zich op te warmen of af te koelen. Voorbeelden daarvan zijn handblazen,

voetstampen en beschutting zoeken ter opwarming, en rustig aan doen (siesta houden) en zich

luchtiger kleden ter afkoeling.


49

Temperatuurreceptoren

Aan de buitenkant van het lichaam zijn het

zenuwuiteinden in (vooral) de huid, het hoornvlies en

het trommelvlies, en aan de binnenkant van het

lichaam zijn het zenuwuiteinden in de organen en in

het bewegingsapparaat. Ook binnen de hersenen, in de

hypothalamus, binnen zich temperatuur-receptoren die

de temperatuur van het bloed meten Van deze locaties

is de huid verreweg de belangrijkste voor de

thermoceptie. Zowel omdat de huid het grootste

orgaan is dat direct met de buitenwereld in contact

staat, als omdat de huid omgekeerd ook het grootste

orgaan is dat met de rest van het lichaam verbonden is.

Door de directe verbinding met de buitenwereld kan

via de huid snel veel informatie over de omringende

temperatuur doorgegeven worden. En omgekeerd,

door het grote oppervlak van de huid dat direct

verbonden is met het lichaam kunnen ook veel verkoelende en verwarmende processen het

effectiefst via de huid verlopen. Gegeven de twee manieren waarmee een organisme kan

terugkeren naar de normale temperatuur, namelijk opwarmen en afkoelen, zijn er

logischerwijs twee soorten temperatuur-prikkels. Te weten warmte-prikkels bij temperaturen

boven de normale lichaamstemperatuur en kou-prikkels bij temperaturen onder de normale

lichaamstemperatuur.

Warmte-prikkels activeren gespecialiseerde receptoren die significante bovennormale

temperaturen van betreffend lichaamsdeel doorgeven aan de hersens. De aan de hersenen

middels zenuwpulsen doorgegeven warmte-prikkels activeren een ingenieus samenspel van

compenserende afkoelingsprocessen én decompenserende opwarmingsproccesen. (Zie hierna,

onder Samenspel). De intensiteit van de doorgegeven zenuwpulsen neemt toe met de snelheid

waarmee de temperatuursverhoging optreedt. Bij opwarmen geven de warmte-receptoren

meer pulsen af dan bij afkoelen. Warmte-receptoren heten ook wel 'lichaampjes van Ruffini'.

Deze lichaampjes detecteren warmte via het registreren van door hogere temperaturen

veroorzaakte weefsel-uitzetting.

Kou-prikkels activeren receptoren die significante lager dan normale temperaturen van

betreffend lichaamsdeel doorgeven aan de hersens. Deze doorgegeven kou-prikkels activeren

een samenspel van compenserende opwarmingsprocessen en decompenserende

afkoelingsprocessen. Bij afkoeling geven kou-receptoren meer pulsen af dan bij opwarmen.

De Kou-receptoren zijn talrijker dan de warmte-receptoren. Er zitten op een vierkante cm

handoppervlak bijvoorbeeld 1 á 5 kou-receptoren tegen 0,4 warmte-receptoren. Kou-

receptoren heten ook wel 'lichaampjes van Krause'. Ze detecteren kou doordat ze reageren op

door lagere temperaturen veroorzaakte weefselkrimp.


50


51

Laterale inhibitie

Laterale inhibitie wil zeggen dat, als een zenuwcel (in de hersenen) geactiveerd wordt (vuurt)

dit leidt tot de onderdrukking (of inhibitie) van de zenuwcel die ernaast ligt. Dit verschijnsel

helpt ons om twee prikkels van elkaar te onderscheiden, zoals wanneer je zwarte letters leest

op een wit blad. De zwarte letters zullen de cel doen vuren, en de hersenen zorgen ervoor dat

wat ernaast ligt zeker wordt gepercipieerd als 'niet zwart'.

Tonische receptoren

A tonic receptor is a sensory

receptor that adapts slowly to a

stimulus and continues to produce

action potentials over the duration

of the stimulus. In this way it

conveys information about the

duration of the stimulus. Some tonic

receptors are permanently active

and indicate a background level.

Examples of such tonic receptors

are pain receptors, joint capsule,

and muscle spindle.


52

Phasic receptors

A phasic receptor is a sensory receptor

that adapts rapidly to a stimulus. The

response of the cell diminishes very

quickly and then stops. It does not

provide information on the duration of

the stimulus; instead some of them

convey information on rapid changes in

stimulus intensity and rate. An example

of a phasic receptor is the Pacinian

corpuscle.

Umami

Uit onderzoek, gepubliceerd

in 1908, is gebleken dat we

een vijfde smaak hebben die

gevoelig is voor glutamaat,

een van de twintig

aminozuren. Glutamaat

wordt ook als

smaakversterker gebruikt in

de vorm van het additief

mononatriumglutamaat,

tegenwoordig in veel kant-

en-klare etenswaren, zoals

zoute snacks en

bouillonblokjes, te vinden.

Over het effect ervan op de

andere smaken is weinig

bekend. Umami verhoogt de

speekselafscheiding en

versterkt de hartig zoute en

zoete smaken. Umami komt

van nature in veel

etenswaren voor die vrij

glutamaat bevatten, zoals

vlees, erwten, belegen kaas

en zeewier.

Fysiologie Mens en Dier Niek Groot 1 College 26 maart 2012 Dr ...

Documents

Transcript of Fysiologie Mens en Dier Niek Groot 1 College 26 maart 2012 Dr ...