Inhoudsopgave
1. Inleiding tot de fysiologie ........................................................................................................................................ 3
2. Feedbacksystemen .................................................................................................................................................. 4
2.1 De functionele compartimenten v/h menselijk lichaam (= “milieu interieur”)........................................................... 4
2.2 Opgeloste stoffen in de lichaamscompartimenten .................................................................................................... 5
2.3 Osmolaliteit................................................................................................................................................................ 6
2.4 Rust membraan potentiaal v/e cel............................................................................................................................. 9
2.5 Permeabiliteit van ionen: rol van membraantransporteiwitten ................................................................................ 9
2.6 Electrisch prikkelbare cel.......................................................................................................................................... 10
3. Actiepotentiaal...................................................................................................................................................... 13
3.1 Voorbeweging van prikkels (AP) .............................................................................................................................. 17
4. Synaptische transmissie ........................................................................................................................................ 19
4.1 Synapsen .................................................................................................................................................................. 19
4.3 Integration: The Abundance (=hoeveelheid) of Synapses on a Postsynaptic Neuron .............................................. 22
4.4 Synaptische ziektes .................................................................................................................................................. 23
5. Het zenuwstelsel ................................................................................................................................................... 25
6. Excitatie v/e skeletspiercel .................................................................................................................................... 29
6.1 Actiepotentiaal ........................................................................................................................................................ 29
6.2 Excitatie – Contractie – Relaxatiekoppeling ............................................................................................................. 30
6.3 Spiertwitch ............................................................................................................................................................... 33
6.4 Spiertwitch: basisbegrippen..................................................................................................................................... 37
7. Regeling van contractiliteit in een skeletspier ........................................................................................................ 38
7.1 Beginlengte .............................................................................................................................................................. 38
7.2 Temporele summatie van twitchen (stimulatie frequentie) ..................................................................................... 39
7.3 Ruimtelijke summatie van twitchen......................................................................................................................... 40
7.4 Skeletspier ................................................................................................................................................................ 41
8. Hartspier ............................................................................................................................................................... 42
8.1 Stimulatie................................................................................................................................................................. 42
8.2 Actiepotentiaal ........................................................................................................................................................ 43
8.3 Excitatie-contractie-relaxatie koppeling .................................................................................................................. 43
8.4 Mechanica ............................................................................................................................................................... 44
8.5 Regeling van contractie efficiëntie .......................................................................................................................... 45
8.6 Rol van externe bezenuwing in het hart MODULATIE (vs. STIMULATIE) .................................................................. 48
1
,9. De gladde spiercel ................................................................................................................................................. 50
9.1 Functionele opbouw ................................................................................................................................................ 50
9.2 Excitatie van spiercellen in het organisme ............................................................................................................... 51
9.3 Mechanica ............................................................................................................................................................... 54
1. Inleiding ................................................................................................................................................................ 55
1.1 Orienteringstermen.................................................................................................................................................. 55
1.2 Skelet ....................................................................................................................................................................... 58
2. Romp .................................................................................................................................................................... 61
2.1 Wervelkolom ............................................................................................................................................................ 61
2.2 Cervicale beweging .................................................................................................................................................. 62
2.2 Thoracale-lumbale bewegingen............................................................................................................................... 62
2.3 Spiergroepen, buik ................................................................................................................................................... 63
2.4 Spiergroep rug ......................................................................................................................................................... 63
2.5 Ribben ...................................................................................................................................................................... 63
3/4: Evolutie van gordels en ledematen .................................................................................................................... 65
3. Bovenste gordel .................................................................................................................................................... 67
3.1 Gewrichten en beweging ......................................................................................................................................... 67
3.2 Bovenarm ................................................................................................................................................................. 67
3.3 Onderarm................................................................................................................................................................. 68
3.4 Hand ........................................................................................................................................................................ 69
4. Onderste gordel en ledematen .............................................................................................................................. 70
4.1 Gewrichten ............................................................................................................................................................... 70
4.2 Beweging ................................................................................................................................................................. 71
4.3 Belangrijke spiergroepen ......................................................................................................................................... 72
4.4 Kniegewricht ............................................................................................................................................................ 72
4.5 De voet ..................................................................................................................................................................... 74
5. Het Hoofd.............................................................................................................................................................. 75
5.1 Schedel ..................................................................................................................................................................... 75
5.2 Ontwikkeling v/d schedel ......................................................................................................................................... 75
2
, Inleiding tot de fysiologie
1. Inleiding tot de fysiologie
Fysiologie = leer v/d normale levensverschijnselen bij dier en plant
Fysiologie gaat op zoek naar de mechanismen v/h leven (how, not why?) à functioneel verklarende
wetenschap
Ter vergelijking:
• Niet-functioneel verklarende wetenschap (systeem biologie, -omics, anatomie)
• Niet-verklarende functionele wetenschappen (correlatie wetenschap)
*Fysiologie is een integratieve wetenschap, het integreert gegevens van reductionistische wetenschappen.
*Spierfysiologie + zenuwfysiologie <-> celmembraanfysiologie/ kanaalfysiologie/ celbiologie
*Het menselijk lichaam is opgebouwd uit ‘networks’ op verschillende niveaus van biologische
complexiteit (gelaagdheid)
Relatie tussen:
• Structuur en functie v/e cel, weefsel, orgaan, organisme, …
• Hart
o Structuur: spierweefsel, kleppen, 4 kamers, kroonslagaders, elektrisch geleidingsweefsel
o Functie: pompen (vullen, ledigen)
• Hartspiercel
o Structuur: celmembraan, celorganellen, ionenkanalen, contractiele eiwitten
o Functie: elektrische + mechanische eigenschappen v/d cel
*Het levend organisme kenmerkt zich door het blijven bestaan v/e groot aantal evenwichtstoestanden van
het “milieu interieur” (~ lichaamsconstanten, vitale parameters) noodzakelijk voor het leven v/d individuele
cellen.
Claude Bernard (1813-1878):
• 1ste fysioloog à dacht als een fysioloog, hollistisch denken à info nemen van versch.
subwetenschappen en in 1 steken
• “Milieu interieur” = lichaamsvocht/ soep waarin onze cellen baden
o Is constant & moet voldoen aan een aantal voorwaarden (heeft eigenschappen)
o Hierdoor krijgen we lichaamsconstanten = vitale parameters (vb. lichaamstemperatuur,
constante pH/ zuurtegraad, suikerspiegel, boeddruk, zuurstofgehalte, hoeveelheid opgeloste
stoffen, hoeveelheid afvalstoffen,…)
o Als deze vitale parameters niet behoudt blijven worden we ziek
• Gezondheid = lichaam is in staat om deze lichaamsconstanten in evenwicht/ steady-state te houden
à homestase
Vb. Lichaamsconstanten?
• Die worden in stand gehouden (“evenwicht” of “steady-state”) door regelmechanismen
(~ homeostatische processen = negatieve FB-systemen).
• De regelmechanismen zijn opgebouwd uit organen of orgaansystemen, die op zichzelf bestaan uit
individuele cellen.
• De fysiologie tracht de regelmechanismen te ontrafelen, meestal door reacties te bestuderen op een
opzettelijke ontregeling
3
, 2. Feedbacksystemen
Feedbacksysteem bestaat uit een netwerk van verschillende cellen en organen
• Belang van communicatie tussen cellen en organen!!
• Antagonistische FB-systemen = FB-systemen die omgekeerde van elkaar doen
• Redundancy van FB-systemen = verschillende systemen voor hetzelfde ding
• Opsporen & begrijpen v/d functies à begrijpen wat ziekte betekent enz.
à ziekte – controle systeem is ontregelt
2.1 De functionele compartimenten v/h menselijk lichaam (= “milieu interieur”)
1/3 E.C. & 2/3 I.C.
Schematische voorstelling v/h lichaam:
• Lichaam opgebouwd uit 3 lichaamscompartimenten
o 1. Plasma/ intra vasculair compartiment = vocht v/h bloed (bloed compartiment = vloeit
door onze aderen)
o 2. Intersitiële compartiment
o 3. Intracellulaire compartiment
• De capillairen/ capillair membranen (haarvaten) vormen een barrière tussen het bloed en het
intersitiële compartiment & het intracellulaire vocht is afgescheide van het intersitiële vocht door de
cel membranen à uitwisselingsmembranen scheiden de compartimenten
• Elk compartiment heeft een bepaald volume
• Er is uitwisseling tussen de aanliggende compartimenten
• Sensoren meten de eigenschappen v/h bloed en als er iets ontregelt is melden ze dit aan het
controle systemen die dit terug aanpassen
2.1.1 Bepalen van volumes van lichaamscompartimenten
Totaal volume à concentraties van radioactief water (verdeelt zich over alle lichaamscompartimenten)
à door radioactief water toedienen in het bloed en dit later bepalen met regelte van 3
Extracellulair volume à insuline of sucrose (verdeelt zich overal, behalve in de cellen) à later met regeltje
van 3 meten en bepalen
Plasmavolume à radioactief albumine (blijft in plasma) à bekende hoeveelheid toedienen en na een tijdje
concentratie bepalen met regeltje van 3
4
1. Inleiding tot de fysiologie ........................................................................................................................................ 3
2. Feedbacksystemen .................................................................................................................................................. 4
2.1 De functionele compartimenten v/h menselijk lichaam (= “milieu interieur”)........................................................... 4
2.2 Opgeloste stoffen in de lichaamscompartimenten .................................................................................................... 5
2.3 Osmolaliteit................................................................................................................................................................ 6
2.4 Rust membraan potentiaal v/e cel............................................................................................................................. 9
2.5 Permeabiliteit van ionen: rol van membraantransporteiwitten ................................................................................ 9
2.6 Electrisch prikkelbare cel.......................................................................................................................................... 10
3. Actiepotentiaal...................................................................................................................................................... 13
3.1 Voorbeweging van prikkels (AP) .............................................................................................................................. 17
4. Synaptische transmissie ........................................................................................................................................ 19
4.1 Synapsen .................................................................................................................................................................. 19
4.3 Integration: The Abundance (=hoeveelheid) of Synapses on a Postsynaptic Neuron .............................................. 22
4.4 Synaptische ziektes .................................................................................................................................................. 23
5. Het zenuwstelsel ................................................................................................................................................... 25
6. Excitatie v/e skeletspiercel .................................................................................................................................... 29
6.1 Actiepotentiaal ........................................................................................................................................................ 29
6.2 Excitatie – Contractie – Relaxatiekoppeling ............................................................................................................. 30
6.3 Spiertwitch ............................................................................................................................................................... 33
6.4 Spiertwitch: basisbegrippen..................................................................................................................................... 37
7. Regeling van contractiliteit in een skeletspier ........................................................................................................ 38
7.1 Beginlengte .............................................................................................................................................................. 38
7.2 Temporele summatie van twitchen (stimulatie frequentie) ..................................................................................... 39
7.3 Ruimtelijke summatie van twitchen......................................................................................................................... 40
7.4 Skeletspier ................................................................................................................................................................ 41
8. Hartspier ............................................................................................................................................................... 42
8.1 Stimulatie................................................................................................................................................................. 42
8.2 Actiepotentiaal ........................................................................................................................................................ 43
8.3 Excitatie-contractie-relaxatie koppeling .................................................................................................................. 43
8.4 Mechanica ............................................................................................................................................................... 44
8.5 Regeling van contractie efficiëntie .......................................................................................................................... 45
8.6 Rol van externe bezenuwing in het hart MODULATIE (vs. STIMULATIE) .................................................................. 48
1
,9. De gladde spiercel ................................................................................................................................................. 50
9.1 Functionele opbouw ................................................................................................................................................ 50
9.2 Excitatie van spiercellen in het organisme ............................................................................................................... 51
9.3 Mechanica ............................................................................................................................................................... 54
1. Inleiding ................................................................................................................................................................ 55
1.1 Orienteringstermen.................................................................................................................................................. 55
1.2 Skelet ....................................................................................................................................................................... 58
2. Romp .................................................................................................................................................................... 61
2.1 Wervelkolom ............................................................................................................................................................ 61
2.2 Cervicale beweging .................................................................................................................................................. 62
2.2 Thoracale-lumbale bewegingen............................................................................................................................... 62
2.3 Spiergroepen, buik ................................................................................................................................................... 63
2.4 Spiergroep rug ......................................................................................................................................................... 63
2.5 Ribben ...................................................................................................................................................................... 63
3/4: Evolutie van gordels en ledematen .................................................................................................................... 65
3. Bovenste gordel .................................................................................................................................................... 67
3.1 Gewrichten en beweging ......................................................................................................................................... 67
3.2 Bovenarm ................................................................................................................................................................. 67
3.3 Onderarm................................................................................................................................................................. 68
3.4 Hand ........................................................................................................................................................................ 69
4. Onderste gordel en ledematen .............................................................................................................................. 70
4.1 Gewrichten ............................................................................................................................................................... 70
4.2 Beweging ................................................................................................................................................................. 71
4.3 Belangrijke spiergroepen ......................................................................................................................................... 72
4.4 Kniegewricht ............................................................................................................................................................ 72
4.5 De voet ..................................................................................................................................................................... 74
5. Het Hoofd.............................................................................................................................................................. 75
5.1 Schedel ..................................................................................................................................................................... 75
5.2 Ontwikkeling v/d schedel ......................................................................................................................................... 75
2
, Inleiding tot de fysiologie
1. Inleiding tot de fysiologie
Fysiologie = leer v/d normale levensverschijnselen bij dier en plant
Fysiologie gaat op zoek naar de mechanismen v/h leven (how, not why?) à functioneel verklarende
wetenschap
Ter vergelijking:
• Niet-functioneel verklarende wetenschap (systeem biologie, -omics, anatomie)
• Niet-verklarende functionele wetenschappen (correlatie wetenschap)
*Fysiologie is een integratieve wetenschap, het integreert gegevens van reductionistische wetenschappen.
*Spierfysiologie + zenuwfysiologie <-> celmembraanfysiologie/ kanaalfysiologie/ celbiologie
*Het menselijk lichaam is opgebouwd uit ‘networks’ op verschillende niveaus van biologische
complexiteit (gelaagdheid)
Relatie tussen:
• Structuur en functie v/e cel, weefsel, orgaan, organisme, …
• Hart
o Structuur: spierweefsel, kleppen, 4 kamers, kroonslagaders, elektrisch geleidingsweefsel
o Functie: pompen (vullen, ledigen)
• Hartspiercel
o Structuur: celmembraan, celorganellen, ionenkanalen, contractiele eiwitten
o Functie: elektrische + mechanische eigenschappen v/d cel
*Het levend organisme kenmerkt zich door het blijven bestaan v/e groot aantal evenwichtstoestanden van
het “milieu interieur” (~ lichaamsconstanten, vitale parameters) noodzakelijk voor het leven v/d individuele
cellen.
Claude Bernard (1813-1878):
• 1ste fysioloog à dacht als een fysioloog, hollistisch denken à info nemen van versch.
subwetenschappen en in 1 steken
• “Milieu interieur” = lichaamsvocht/ soep waarin onze cellen baden
o Is constant & moet voldoen aan een aantal voorwaarden (heeft eigenschappen)
o Hierdoor krijgen we lichaamsconstanten = vitale parameters (vb. lichaamstemperatuur,
constante pH/ zuurtegraad, suikerspiegel, boeddruk, zuurstofgehalte, hoeveelheid opgeloste
stoffen, hoeveelheid afvalstoffen,…)
o Als deze vitale parameters niet behoudt blijven worden we ziek
• Gezondheid = lichaam is in staat om deze lichaamsconstanten in evenwicht/ steady-state te houden
à homestase
Vb. Lichaamsconstanten?
• Die worden in stand gehouden (“evenwicht” of “steady-state”) door regelmechanismen
(~ homeostatische processen = negatieve FB-systemen).
• De regelmechanismen zijn opgebouwd uit organen of orgaansystemen, die op zichzelf bestaan uit
individuele cellen.
• De fysiologie tracht de regelmechanismen te ontrafelen, meestal door reacties te bestuderen op een
opzettelijke ontregeling
3
, 2. Feedbacksystemen
Feedbacksysteem bestaat uit een netwerk van verschillende cellen en organen
• Belang van communicatie tussen cellen en organen!!
• Antagonistische FB-systemen = FB-systemen die omgekeerde van elkaar doen
• Redundancy van FB-systemen = verschillende systemen voor hetzelfde ding
• Opsporen & begrijpen v/d functies à begrijpen wat ziekte betekent enz.
à ziekte – controle systeem is ontregelt
2.1 De functionele compartimenten v/h menselijk lichaam (= “milieu interieur”)
1/3 E.C. & 2/3 I.C.
Schematische voorstelling v/h lichaam:
• Lichaam opgebouwd uit 3 lichaamscompartimenten
o 1. Plasma/ intra vasculair compartiment = vocht v/h bloed (bloed compartiment = vloeit
door onze aderen)
o 2. Intersitiële compartiment
o 3. Intracellulaire compartiment
• De capillairen/ capillair membranen (haarvaten) vormen een barrière tussen het bloed en het
intersitiële compartiment & het intracellulaire vocht is afgescheide van het intersitiële vocht door de
cel membranen à uitwisselingsmembranen scheiden de compartimenten
• Elk compartiment heeft een bepaald volume
• Er is uitwisseling tussen de aanliggende compartimenten
• Sensoren meten de eigenschappen v/h bloed en als er iets ontregelt is melden ze dit aan het
controle systemen die dit terug aanpassen
2.1.1 Bepalen van volumes van lichaamscompartimenten
Totaal volume à concentraties van radioactief water (verdeelt zich over alle lichaamscompartimenten)
à door radioactief water toedienen in het bloed en dit later bepalen met regelte van 3
Extracellulair volume à insuline of sucrose (verdeelt zich overal, behalve in de cellen) à later met regeltje
van 3 meten en bepalen
Plasmavolume à radioactief albumine (blijft in plasma) à bekende hoeveelheid toedienen en na een tijdje
concentratie bepalen met regeltje van 3
4
