Fysiologie en pathofysiologie van het skelet en spieren
INLEIDING
• Fysiologie: studie van normale levensprocessen en aanpassingen bij dieren en
planten, van cel tot orgaan, gebruikmakend van kennis uit o.a. biochemie en
genetica.
• Pathofysiologie: studie van de mechanismen van ziekten.
• Fysiologie beantwoordt de “hoe” en “waarom” van het leven.
Fysiologie is een functioneel verklarende wetenschap
→ het gaat op zoek naar de mechanismen van het leven.
Fysiologie is een integratieve (verkleinend)wetenschap, het integreert de gegevens van
reductionistische wetenschappen.
Het geheel is meer dan de som van de delen.
Fysiologie bestudeert de relatie tussen structuur en functie van levende organismen
op alle niveaus:
• Structuur en functie van een cel, weefsel, orgaan, organisme, …
Voorbeeld HART:
• Structuur: spierweefsel, kleppen, 4 kamers, kroonslagaders, elektrisch
geleidingsweefsel
• Functie: pompen (vullen, ledigen)
• Door naar de structuur te kijken, kun je de functie afleiden.
Voorbeeld HARTSPIERCEL:
• Structuur: celmembraan, celorganellen, ionenkanalen, contractiele eiwitten
• Functie: elektrische + mechanische eigenschappen van de cel
,HOMEOSTASE
Het levend organisme
→ kenmerkt zich door het blijven bestaan van een groot aantal evenwichtstoestanden
van het “milieu intérieur” (~ lichaamsconstanten, vitale parameters) noodzakelijk voor
het leven van de individuele cellen.
Claude Bernard (1813–1878): “Milieu intérieur”.
= vloeistof waarin de cellen vertoeven
extracellulaire vloeistof= de soep waarin onze cellen baden, moeten voldoen aan
bepaalde waarden (bv; temp of pH=7,4 >? dan begin je te hyperventileren om evenwicht
te herstellen en Natrium/Calcium concentratie, PO2=partiele zuurstof druk, ) om ons in
leven te houden
Voorbeelden van lichaamsconstanten:
• Worden in stand gehouden (“evenwicht” of “steady state”) door
regelmechanismen (~ homeostatische processen = negatieve
feedbacksystemen). = vocht in constant / evenwicht houden
• De regelmechanismen zijn opgebouwd uit organen of orgaansystemen, die zelf
uit individuele cellen bestaan.
• Een pers begint te zweten omdat hij zout heeft gegeten, j of f
• Hoe gaat een rat met verhoogde zout concentratie, overleven? Hij krijgt dorst?
Waarom krijgt hij dorst? Omdat de zout concentratie gedetecteerd wordt door
sensoren? Welke sensor
De fysiologie tracht de regelmechanismen te ontrafelen, meestal door reacties te
bestuderen op een opzettelijke ontregeling.
Hoe werken zo een homeostatische processen?
= FEED-BACK SYSTEMEN
Bijna alle feedbacksystemen in ons lichaam zijn negatieve-feedbacksystemen=houden
alles in evenwicht. Positief feedbacksysteem is gevaarlijk, bv te hoge temp
Schema:
, Variabele Effector
Sensor Controle centrum
Feedbacksysteem bestaat uit een netwerk van verschillende cellen en organen
• Belang van COMMUNICATIE tussen cellen en organen!!
• Antagonistische F-B systemen: F-B systemen die het tegengestelde doen
• REDUNDANTIE van F-B systemen: overbodige F-B systemen, back-up
Ziekte ontstaat bij:
• een positief F-B systeem (te veel versterking)
• een falend negatief F-B systeem (niet remmend genoeg)
Schematische voorstelling van het lichaam (milieu interieur)
- Totale hoeveelheid vocht: 42L
- 3 lichaamscompartimenten
o 2/3 lichaamsvocht: intracellulair vocht
▪ Intracellulair compartiment
o 1/3 lichaamsvocht: extracellulair vocht
▪ Intravasculair compartiment
➔ Plasma: vocht van het bloed
▪ Interstitieel compartiment
➔ Vocht dat tussen de bloedvaten en de cel zit
, - 2 uitwisselingsmembranen
o Celmembraan
▪ Uitwisselingsoppervlakte tussen intracellulair en extracellulair
o Capillaire wand
▪ Uitwisselingsoppervlakte tussen het interstitieel en
intravasculair compartiment
- Lymfevaten : Verbinding tussen het interstitieel compartiment en het
bloed, die niet door het capillaire membraan moet passeren
- Output en intake
o Bloed: regelbare compartiment van het lichaam
o Controle interne milieu via het bloed
o Bloed heeft invloed op andere compartimenten
o Sensoren zitten in de bloedbaan en meten de eigenschappen van het
bloed > wnr er iets ontregeld is melden ze dit aan het controle systeem
die dit terug aanpassen
o Uitwisseling met omgeving gebeurt steeds via intravasculaire
compartiment (het bloed), nadien alle andere compartimenten
Bv magnesium : wordt opgenomen in bloedbaan, gaat door capillaire wand en door
celmembraan in de cel
Bepalen van volumes van lichaamscompartimenten
- Totaal volume:
o Toedienen van radioactief water (je kent de hoeveelheid) en concentratie bepalen ->
verdeeld zich over alle lichaamscompartimenten -> regel van 3
-Extracellulair volume
o Toedienen van sucrose of insuline -> verdeeld zich over bloed en interstitiele ruimte
(kan niet door celmembraan) -> na uur meten in het bloed -> EC volume bepalen aan de
hand van regel van 3
Plasma volume
o Toedienen van radioactief albumine -> blijft in plasma -> je kent de concentratie ->
meten in het bloed -> regel van 3: plasma volume bepalen
Opgeloste stoffen in de lichaamscompartimenten
De verschillende compartimenten van het lichaam verschillen sterk in concentraties van
opgeloste stoffen:
INLEIDING
• Fysiologie: studie van normale levensprocessen en aanpassingen bij dieren en
planten, van cel tot orgaan, gebruikmakend van kennis uit o.a. biochemie en
genetica.
• Pathofysiologie: studie van de mechanismen van ziekten.
• Fysiologie beantwoordt de “hoe” en “waarom” van het leven.
Fysiologie is een functioneel verklarende wetenschap
→ het gaat op zoek naar de mechanismen van het leven.
Fysiologie is een integratieve (verkleinend)wetenschap, het integreert de gegevens van
reductionistische wetenschappen.
Het geheel is meer dan de som van de delen.
Fysiologie bestudeert de relatie tussen structuur en functie van levende organismen
op alle niveaus:
• Structuur en functie van een cel, weefsel, orgaan, organisme, …
Voorbeeld HART:
• Structuur: spierweefsel, kleppen, 4 kamers, kroonslagaders, elektrisch
geleidingsweefsel
• Functie: pompen (vullen, ledigen)
• Door naar de structuur te kijken, kun je de functie afleiden.
Voorbeeld HARTSPIERCEL:
• Structuur: celmembraan, celorganellen, ionenkanalen, contractiele eiwitten
• Functie: elektrische + mechanische eigenschappen van de cel
,HOMEOSTASE
Het levend organisme
→ kenmerkt zich door het blijven bestaan van een groot aantal evenwichtstoestanden
van het “milieu intérieur” (~ lichaamsconstanten, vitale parameters) noodzakelijk voor
het leven van de individuele cellen.
Claude Bernard (1813–1878): “Milieu intérieur”.
= vloeistof waarin de cellen vertoeven
extracellulaire vloeistof= de soep waarin onze cellen baden, moeten voldoen aan
bepaalde waarden (bv; temp of pH=7,4 >? dan begin je te hyperventileren om evenwicht
te herstellen en Natrium/Calcium concentratie, PO2=partiele zuurstof druk, ) om ons in
leven te houden
Voorbeelden van lichaamsconstanten:
• Worden in stand gehouden (“evenwicht” of “steady state”) door
regelmechanismen (~ homeostatische processen = negatieve
feedbacksystemen). = vocht in constant / evenwicht houden
• De regelmechanismen zijn opgebouwd uit organen of orgaansystemen, die zelf
uit individuele cellen bestaan.
• Een pers begint te zweten omdat hij zout heeft gegeten, j of f
• Hoe gaat een rat met verhoogde zout concentratie, overleven? Hij krijgt dorst?
Waarom krijgt hij dorst? Omdat de zout concentratie gedetecteerd wordt door
sensoren? Welke sensor
De fysiologie tracht de regelmechanismen te ontrafelen, meestal door reacties te
bestuderen op een opzettelijke ontregeling.
Hoe werken zo een homeostatische processen?
= FEED-BACK SYSTEMEN
Bijna alle feedbacksystemen in ons lichaam zijn negatieve-feedbacksystemen=houden
alles in evenwicht. Positief feedbacksysteem is gevaarlijk, bv te hoge temp
Schema:
, Variabele Effector
Sensor Controle centrum
Feedbacksysteem bestaat uit een netwerk van verschillende cellen en organen
• Belang van COMMUNICATIE tussen cellen en organen!!
• Antagonistische F-B systemen: F-B systemen die het tegengestelde doen
• REDUNDANTIE van F-B systemen: overbodige F-B systemen, back-up
Ziekte ontstaat bij:
• een positief F-B systeem (te veel versterking)
• een falend negatief F-B systeem (niet remmend genoeg)
Schematische voorstelling van het lichaam (milieu interieur)
- Totale hoeveelheid vocht: 42L
- 3 lichaamscompartimenten
o 2/3 lichaamsvocht: intracellulair vocht
▪ Intracellulair compartiment
o 1/3 lichaamsvocht: extracellulair vocht
▪ Intravasculair compartiment
➔ Plasma: vocht van het bloed
▪ Interstitieel compartiment
➔ Vocht dat tussen de bloedvaten en de cel zit
, - 2 uitwisselingsmembranen
o Celmembraan
▪ Uitwisselingsoppervlakte tussen intracellulair en extracellulair
o Capillaire wand
▪ Uitwisselingsoppervlakte tussen het interstitieel en
intravasculair compartiment
- Lymfevaten : Verbinding tussen het interstitieel compartiment en het
bloed, die niet door het capillaire membraan moet passeren
- Output en intake
o Bloed: regelbare compartiment van het lichaam
o Controle interne milieu via het bloed
o Bloed heeft invloed op andere compartimenten
o Sensoren zitten in de bloedbaan en meten de eigenschappen van het
bloed > wnr er iets ontregeld is melden ze dit aan het controle systeem
die dit terug aanpassen
o Uitwisseling met omgeving gebeurt steeds via intravasculaire
compartiment (het bloed), nadien alle andere compartimenten
Bv magnesium : wordt opgenomen in bloedbaan, gaat door capillaire wand en door
celmembraan in de cel
Bepalen van volumes van lichaamscompartimenten
- Totaal volume:
o Toedienen van radioactief water (je kent de hoeveelheid) en concentratie bepalen ->
verdeeld zich over alle lichaamscompartimenten -> regel van 3
-Extracellulair volume
o Toedienen van sucrose of insuline -> verdeeld zich over bloed en interstitiele ruimte
(kan niet door celmembraan) -> na uur meten in het bloed -> EC volume bepalen aan de
hand van regel van 3
Plasma volume
o Toedienen van radioactief albumine -> blijft in plasma -> je kent de concentratie ->
meten in het bloed -> regel van 3: plasma volume bepalen
Opgeloste stoffen in de lichaamscompartimenten
De verschillende compartimenten van het lichaam verschillen sterk in concentraties van
opgeloste stoffen:
