Chapter 1, organisatie van het menselijk lichaam en zijn interne milieu
De belangrijkste levende eenheid van het lichaam is de cel. Verschillende type cellen zijn aangepast
om hun functie te kunnen uitvoeren. Het lichaam bestaat uit 100 triljoen cellen, waarvan 25 triljoen
rode bloedcellen zijn.
Eigenschappen die in iedere cel gelijk zijn:
1. Zuurstof + koolhydraten, vet en eiwitten → energie nodig voor cellen om te functioneren.
2. Omzetting van voedingsstoffen in energie is gelijk.
3. Afleveren van producten voor chemische reactie in omgeving
4. Cellen kunnen eigen cellen reproduceren
Extracellulaire vloeistof, het interne milieu:
Lichaam bestaat 60% uit vloeistof. 1/3 e van de vloeistof zit in ruimtes buiten de cellen. Bevat ionen
en nutriënten. Ook bekend als het interne milieu. Vloeistof in twee fasen getransporteerd: eerst in
het bloed en dan tussen gemixt tussen bloed en weefselvloeistoffen door middel van diffusie in
capillaire wanden.
Verschil extracellulair en intracellulair:
Intracellulair (⅔): K⁺, Mg⁺, PO4³⁻
Extracellulair (⅓): Na⁺, CL⁻, HCO3⁻, O2⁻, glucose en vetzuren, CO2 en andere afvalstoffen
Homeostase, behouden van constant interne milieu:
Voorbeelden homeostase:
- longen voor zuurstofhuishouding
- nieren behouden ionen concentratie
- maag darmkanaal zorgt voor nutriënten
De ionen, nutriënten en afvalstoffen zijn gereguleerd in een bepaald bereik van waarden. Dit bereik
is vaak klein, zoals bij variaties in waterstofionen is het minder dan 5 nanomol/liter. Natrium varieert
in millimol/liter. Controle systemen reguleren deze concentraties.
Ziekte: het verstoren van homeostase. In het geval van ziekte of schade worden de vitale functies
behouden door homeostatische mechanismen die zorgen voor compensatie. Dit kan op lange
termijn zorgen voor aanvullende afwijkingen in vergelijking tot de normale range.
Pathofysiologie: hoe de psychologische processen zijn veranderd bij schade of ziekte.
De bloedcirculatie
Bloed wordt in twee fasen getransporteerd, eerst door bloedvaten en dan door capillairen en de
intercellulaire ruimtes tussen de weefselcellen.
Rust: circulatie 1 keer per minuut
Actief: circulatie 6 keer per minuut
, De wanden van de capillairen zijn permeabel voor de
meeste moleculen in het plasma van het bloed, behalve
voor plasma eiwitten. Deze zijn te groot om door de
capillairen te kunnen.
Er is sprake van diffusie veroorzaakt door kinetische
beweging van moleculen door plasma en het interstitiële
vloeistof.
De meeste cellen liggen niet meer dan 50 micrometer
van een capillair af.
Oorsprong van nutriënten uit extracellulaire vloeistof
- Longen: het alveolaire membraan is 0.4 tot 2.0 micrometer dik, en zuurstof diffundeert door
membraan in het bloed.
- Maag darmkanaal: verschillende opgeloste nutriënten, zoals koolhydraten, vetzuren en
aminozuren worden geabsorbeerd uit voedsel en en naar extracellulaire vloeistof gebracht.
- Lever en andere organen met metabole functies: lever verandert chemische samenstelling
van substanties tot bruikbare vormen. Andere weefsels in het lichaam, zoals vetcellen
mucosa van de maag darmkanaal, nieren en endocriene klieren modificeren geabsorbeerde
substanties en slaan ze op tot ze nodig zijn. Lever elimineert afvalproducten en toxische
substanties.
- Skelet: zorgt voor motiliteit als bescherming voor gevaren uit het milieu en om eten te
zoeken.
Verwijderen van metabole eindproducten:
- Long: CO2⁻ wordt vrijgelaten vanaf bloed in de alveoli.
- Nieren: verwijderen urea (afvalproduct eiwit stofwisseling), urinezuur (afvalproduct afbraak
purines), overmaat ionen en water dat aanwezig was in extracellulaire vloeistof. De nieren
filteren plasma door glomerulaire capillairen in de tubulus en absorberen glucose,
aminozuren, water en ionen in het bloed.
- Maag darmkanaal: onverteerd materiaal dat in maagdarmkanaal komt en afvalstoffen van
metabolisme en eliminatie door de feces.
- Lever: detoxificatie en verwijderen medicijnen en chemicaliën die worden ingeslikt. Secretie
van afvalstoffen in het gal en dan eliminatie door de feces.
Reguleren van functies in het lichaam:
Zenuwstelsel:
- Sensorische input: meet status lichaam en omgeving.
- Centraal zenuwstelsel: hersenen, ruggengraat. Bepalen de passende reactie bij wat gemeten
wordt in het milieu.
- Motor output: ontvangt gewenste signalen centraal zenuwstelsel en zorgt voor de
uitvoering.
,Autonoom systeem: belangrijk onderdeel van zenuwstelsel. Controleert onbewust functies in
interne organen, zoals pompen van het hart en beweging van maag darmkanaal.
Hormoonsysteem: in het lichaam zijn 8 endocriene klieren. Hormonen worden getransporteerd van
extracellulaire vloeistof naar weefsels of organen om die aan te sturen.
Voorbeelden van hormoonsystemen zijn:
- Schildklier hormoon: verhogen snelheid chemische reacties.
- Insuline: controleert glucosemetabolisme.
- Adrenocortical hormonen: controleren natrium en kalium ionen en eiwitmetabolisme.
- Parathyroid hormonen: controleert calcium in botten en fosfaat.
Het zenuwstelsel reguleert spier- en afscheidende acties van het lichaam terwijl het hormoonsysteem
metabolische functies reguleert.
Bescherming van het lichaam:
Immuunsysteem: onderscheid vreemd en eigen, verwoest indringers door fagocytose en produceert
lymfocyten en antilichamen om indringers te elimineren.
Integumentary System: de huid, haar, nagels en klieren afdekken of beschermen het lichaam.
Vormen een grens tussen het lichaam zijn interne milieu en de buitenwereld. Verder reguleert het
de temperatuur, excretie van afvalstoffen en is het oppervlak tussen het lichaam en intern milieu. De
huid bestaat uit 12 tot 15% van het menselijk lichaam.
Controlesystemen van het lichaam:
Genetische controle systemen opereren in alle cellen en controleren intracellulaire en extracellulaire
functies. Andere controle systemen werken in de organen om bepaalde delen van organen te
controleren, of om te helpen bij onderlinge relaties tussen organen.
Controlesystemen die samenwerken:
1. Het ademhalingssysteem en het zenuwstelsel: reguleren [CO2⁻]
2. De lever en pancreas: reguleren [glucose] in extracellulaire vloeistoffen
3. Nieren reguleren concentratie van waterstof, natrium, kalium, fosfaat en andere ionen in
het extracellulaire vloeistof.
Regulatie van CO2⁻ en O2⁻ : hemoglobine bindt aan zuurstof. Als de [O2⁻] concentratie ↓ dan O2⁻
vrij van hemoglobine. Dit heet de zuurstof-bufferende functie van hemoglobine. Als [CO2⁻] ↑ dan
ademhalingsstelsel actiever en snellere en diepere ademhaling zorgt voor [CO2⁻] ↓.
, Regulatie van arteriële bloeddruk: baroreceptor systeem. In de wanden van de bifurcation regio van
de halsslagader/carotid arterie en de boog van de aorta bevatten baroreceptoren. Worden
gestimuleerd als ze worden gestretcht.
Als arteriële druk te hoog is → signalen naar medulla → remt vasomotor centrum → afname van
transmitters via sympathisch zenuwstelsel naar hart en bloedvaten → pomp activiteit omlaag,
dilatatie perifere bloedvaten → arteriële bloeddruk daalt.
Arteriële lager dan de normaal → relaxatie stretch receptoren → vasomotor centrum meer actief →
vasoconstrictie en toegenomen pomp activiteit hart (=negatieve feedback)
Normale waarden extracellulaire bestanddelen:
- Lichaamstemperatuur: 7℃ te hoog dan verhoogd metabolisme en celdood(>43.3).
- pH: normaal 7.4, blijf tussen de 6.9 en 7.9.
- Kalium concentratie: minder dan 1/3e van normaal dan verlamming omdat zenuwen geen
signalen meer kunnen doorgeven. Als de kaliumconcentratie meer dan twee keer zoveel
wordt, dan wordt de hartspier ernstig onderdrukt.
- Calcium concentratie: minder dan ½ van normaal, dan spontane tetanische contracties.
Aanhoudende spiercontractie komt door overmaat zenuwimpulsen in zenuwen.
- Glucose concentratie: minder dan ½ van normaal, dan prikkelbaar en stuipen.
Karakteristieken van controle systemen:
Negatieve feedback: het effect is negatief ten opzichte van het beginnende prikkel.
Positieve feedback: het effect is positief ten opzichte van beginnende prikkel en dus versterkend.
Als iets in overmaat of te weinig is, kan een controlesysteem een negatieve feedback geven wat
bestaat uit een aantal veranderingen die ervoor zorgen dat het weer naar een normale waarde gaat
en homeostase wordt gehandhaafd. Voorbeelden hiervan zijn een te hoge concentratie CO2 in ECF
of een hoge bloeddruk.
Gain: bepaalt de effectiviteit van een controle systeem.
- Niet functionerend systeem: bloeddruk stijgt van 100 → 175 mmHg
- Functionerend systeem: bloeddruk stijgt van 100 → 125
De correctie was -50 mmHg. De error was de toename in druk van +25 mmHg. Dus -50/+25= -2.
De belangrijkste levende eenheid van het lichaam is de cel. Verschillende type cellen zijn aangepast
om hun functie te kunnen uitvoeren. Het lichaam bestaat uit 100 triljoen cellen, waarvan 25 triljoen
rode bloedcellen zijn.
Eigenschappen die in iedere cel gelijk zijn:
1. Zuurstof + koolhydraten, vet en eiwitten → energie nodig voor cellen om te functioneren.
2. Omzetting van voedingsstoffen in energie is gelijk.
3. Afleveren van producten voor chemische reactie in omgeving
4. Cellen kunnen eigen cellen reproduceren
Extracellulaire vloeistof, het interne milieu:
Lichaam bestaat 60% uit vloeistof. 1/3 e van de vloeistof zit in ruimtes buiten de cellen. Bevat ionen
en nutriënten. Ook bekend als het interne milieu. Vloeistof in twee fasen getransporteerd: eerst in
het bloed en dan tussen gemixt tussen bloed en weefselvloeistoffen door middel van diffusie in
capillaire wanden.
Verschil extracellulair en intracellulair:
Intracellulair (⅔): K⁺, Mg⁺, PO4³⁻
Extracellulair (⅓): Na⁺, CL⁻, HCO3⁻, O2⁻, glucose en vetzuren, CO2 en andere afvalstoffen
Homeostase, behouden van constant interne milieu:
Voorbeelden homeostase:
- longen voor zuurstofhuishouding
- nieren behouden ionen concentratie
- maag darmkanaal zorgt voor nutriënten
De ionen, nutriënten en afvalstoffen zijn gereguleerd in een bepaald bereik van waarden. Dit bereik
is vaak klein, zoals bij variaties in waterstofionen is het minder dan 5 nanomol/liter. Natrium varieert
in millimol/liter. Controle systemen reguleren deze concentraties.
Ziekte: het verstoren van homeostase. In het geval van ziekte of schade worden de vitale functies
behouden door homeostatische mechanismen die zorgen voor compensatie. Dit kan op lange
termijn zorgen voor aanvullende afwijkingen in vergelijking tot de normale range.
Pathofysiologie: hoe de psychologische processen zijn veranderd bij schade of ziekte.
De bloedcirculatie
Bloed wordt in twee fasen getransporteerd, eerst door bloedvaten en dan door capillairen en de
intercellulaire ruimtes tussen de weefselcellen.
Rust: circulatie 1 keer per minuut
Actief: circulatie 6 keer per minuut
, De wanden van de capillairen zijn permeabel voor de
meeste moleculen in het plasma van het bloed, behalve
voor plasma eiwitten. Deze zijn te groot om door de
capillairen te kunnen.
Er is sprake van diffusie veroorzaakt door kinetische
beweging van moleculen door plasma en het interstitiële
vloeistof.
De meeste cellen liggen niet meer dan 50 micrometer
van een capillair af.
Oorsprong van nutriënten uit extracellulaire vloeistof
- Longen: het alveolaire membraan is 0.4 tot 2.0 micrometer dik, en zuurstof diffundeert door
membraan in het bloed.
- Maag darmkanaal: verschillende opgeloste nutriënten, zoals koolhydraten, vetzuren en
aminozuren worden geabsorbeerd uit voedsel en en naar extracellulaire vloeistof gebracht.
- Lever en andere organen met metabole functies: lever verandert chemische samenstelling
van substanties tot bruikbare vormen. Andere weefsels in het lichaam, zoals vetcellen
mucosa van de maag darmkanaal, nieren en endocriene klieren modificeren geabsorbeerde
substanties en slaan ze op tot ze nodig zijn. Lever elimineert afvalproducten en toxische
substanties.
- Skelet: zorgt voor motiliteit als bescherming voor gevaren uit het milieu en om eten te
zoeken.
Verwijderen van metabole eindproducten:
- Long: CO2⁻ wordt vrijgelaten vanaf bloed in de alveoli.
- Nieren: verwijderen urea (afvalproduct eiwit stofwisseling), urinezuur (afvalproduct afbraak
purines), overmaat ionen en water dat aanwezig was in extracellulaire vloeistof. De nieren
filteren plasma door glomerulaire capillairen in de tubulus en absorberen glucose,
aminozuren, water en ionen in het bloed.
- Maag darmkanaal: onverteerd materiaal dat in maagdarmkanaal komt en afvalstoffen van
metabolisme en eliminatie door de feces.
- Lever: detoxificatie en verwijderen medicijnen en chemicaliën die worden ingeslikt. Secretie
van afvalstoffen in het gal en dan eliminatie door de feces.
Reguleren van functies in het lichaam:
Zenuwstelsel:
- Sensorische input: meet status lichaam en omgeving.
- Centraal zenuwstelsel: hersenen, ruggengraat. Bepalen de passende reactie bij wat gemeten
wordt in het milieu.
- Motor output: ontvangt gewenste signalen centraal zenuwstelsel en zorgt voor de
uitvoering.
,Autonoom systeem: belangrijk onderdeel van zenuwstelsel. Controleert onbewust functies in
interne organen, zoals pompen van het hart en beweging van maag darmkanaal.
Hormoonsysteem: in het lichaam zijn 8 endocriene klieren. Hormonen worden getransporteerd van
extracellulaire vloeistof naar weefsels of organen om die aan te sturen.
Voorbeelden van hormoonsystemen zijn:
- Schildklier hormoon: verhogen snelheid chemische reacties.
- Insuline: controleert glucosemetabolisme.
- Adrenocortical hormonen: controleren natrium en kalium ionen en eiwitmetabolisme.
- Parathyroid hormonen: controleert calcium in botten en fosfaat.
Het zenuwstelsel reguleert spier- en afscheidende acties van het lichaam terwijl het hormoonsysteem
metabolische functies reguleert.
Bescherming van het lichaam:
Immuunsysteem: onderscheid vreemd en eigen, verwoest indringers door fagocytose en produceert
lymfocyten en antilichamen om indringers te elimineren.
Integumentary System: de huid, haar, nagels en klieren afdekken of beschermen het lichaam.
Vormen een grens tussen het lichaam zijn interne milieu en de buitenwereld. Verder reguleert het
de temperatuur, excretie van afvalstoffen en is het oppervlak tussen het lichaam en intern milieu. De
huid bestaat uit 12 tot 15% van het menselijk lichaam.
Controlesystemen van het lichaam:
Genetische controle systemen opereren in alle cellen en controleren intracellulaire en extracellulaire
functies. Andere controle systemen werken in de organen om bepaalde delen van organen te
controleren, of om te helpen bij onderlinge relaties tussen organen.
Controlesystemen die samenwerken:
1. Het ademhalingssysteem en het zenuwstelsel: reguleren [CO2⁻]
2. De lever en pancreas: reguleren [glucose] in extracellulaire vloeistoffen
3. Nieren reguleren concentratie van waterstof, natrium, kalium, fosfaat en andere ionen in
het extracellulaire vloeistof.
Regulatie van CO2⁻ en O2⁻ : hemoglobine bindt aan zuurstof. Als de [O2⁻] concentratie ↓ dan O2⁻
vrij van hemoglobine. Dit heet de zuurstof-bufferende functie van hemoglobine. Als [CO2⁻] ↑ dan
ademhalingsstelsel actiever en snellere en diepere ademhaling zorgt voor [CO2⁻] ↓.
, Regulatie van arteriële bloeddruk: baroreceptor systeem. In de wanden van de bifurcation regio van
de halsslagader/carotid arterie en de boog van de aorta bevatten baroreceptoren. Worden
gestimuleerd als ze worden gestretcht.
Als arteriële druk te hoog is → signalen naar medulla → remt vasomotor centrum → afname van
transmitters via sympathisch zenuwstelsel naar hart en bloedvaten → pomp activiteit omlaag,
dilatatie perifere bloedvaten → arteriële bloeddruk daalt.
Arteriële lager dan de normaal → relaxatie stretch receptoren → vasomotor centrum meer actief →
vasoconstrictie en toegenomen pomp activiteit hart (=negatieve feedback)
Normale waarden extracellulaire bestanddelen:
- Lichaamstemperatuur: 7℃ te hoog dan verhoogd metabolisme en celdood(>43.3).
- pH: normaal 7.4, blijf tussen de 6.9 en 7.9.
- Kalium concentratie: minder dan 1/3e van normaal dan verlamming omdat zenuwen geen
signalen meer kunnen doorgeven. Als de kaliumconcentratie meer dan twee keer zoveel
wordt, dan wordt de hartspier ernstig onderdrukt.
- Calcium concentratie: minder dan ½ van normaal, dan spontane tetanische contracties.
Aanhoudende spiercontractie komt door overmaat zenuwimpulsen in zenuwen.
- Glucose concentratie: minder dan ½ van normaal, dan prikkelbaar en stuipen.
Karakteristieken van controle systemen:
Negatieve feedback: het effect is negatief ten opzichte van het beginnende prikkel.
Positieve feedback: het effect is positief ten opzichte van beginnende prikkel en dus versterkend.
Als iets in overmaat of te weinig is, kan een controlesysteem een negatieve feedback geven wat
bestaat uit een aantal veranderingen die ervoor zorgen dat het weer naar een normale waarde gaat
en homeostase wordt gehandhaafd. Voorbeelden hiervan zijn een te hoge concentratie CO2 in ECF
of een hoge bloeddruk.
Gain: bepaalt de effectiviteit van een controle systeem.
- Niet functionerend systeem: bloeddruk stijgt van 100 → 175 mmHg
- Functionerend systeem: bloeddruk stijgt van 100 → 125
De correctie was -50 mmHg. De error was de toename in druk van +25 mmHg. Dus -50/+25= -2.
