inleiding tot de fysiologie - de zenuwcellen
1. fysiologie: inleiding
inleidingsvideo: http://bit.ly/2IRrRP9 Richard Feynman, Why
FYSIOLOGIE
= de leer van de normale levensverschijnselen bij dier en plant
= gaat op zoek naar de mechanismen van het leven (HOW, not WHY?)
= een integratieve wetenschap, het integreert gegevens van reductionistische wetenschappen
= functioneel verklarende wetenschap
⇒ ‘springen’ tussen niveaus ; er is een spanningsveld tussen integratie en reductionisme
Vitale functies van levende organismen, organen, cellen, …
bv. sportfysiologie, ademhalingsfysiologie, cardiovasculaire fysiologie, celfysiologie, …
Spierfysiologie + Zenuwfysiologie <-> Celmembraan Fysiologie / kanaal fysiologie / celbiologie
Er is een sterke relatie tussen de structuur en functie van een cel, weefsel, orgaan, organisme, …
Het menselijk lichaam is opgebouwd uit networks op verschillende niveaus van biologische complexiteit.
⇒ gelaagdheid
2. het milieu intérieur
Het levend organisme kenmerkt zich door het blijven bestaan van een groot aantal evenwichtstoestanden van het “milieu
interieur” (= lichaamsconstanten, vitale parameters) noodzakelijk voor het leven van de individuele cellen.
“Milieu Interieur” Claude Bernard (1813-1878.
→ eerste fysioloog
Het milieu intérieur is de ‘soep’ waarin wij (onze cellen) baden (= onze lichaamssappen)
→ worden constant gehouden (“evenwicht” of “steady –state”) door regelmechanismen: lichaams constanten
bv. lichaamstemperatuur, pH, suikerspiegel, zuurstofgehalte, opgeloste stoffen, hoeveelheid afvalstoffen, ...
De regelmechanismen zijn opgebouwd uit organen of orgaansystemen, die op zichzelf bestaan uit individuele cellen.
(= homeostatische processen = negatieve FeedBack systemen = wisselwerking)
Het feedback systeem bestaat uit een netwerk van verschillende cellen en organen waarbij
communicatie ertussen zeer belangrijk is.
→ Antagonistische F-B systemen (2 systemen die het tegengestelde doen)
→ REDUNDANCY van F-B systemen (3 of 4 F-B systemen naast elkaar die instaan voor bloeddruk)
De fysiologie tracht de regelmechanismen te ontrafelen, meestal door reacties te bestuderen op
een opzettelijke ontregeling.
De functionele compartimenten (3) van het menselijk lichaam (milieu intérieur, vloeistoffen, ‘soep’):
- intravasculair compartiment: plasma met witte en rode bloedcellen (bloedcompartiment)
- interstitieel compartiment
- intracellulaire compartiment
Deze compartimenten hebben een verschillend volume en worden gescheiden door twee
uitwisselingsmembranen (semipermeabel):
- capillaire membraan: barrière tussen bloed en interstitieel vocht; wand van de haarvaten
- celmembraan
⇒ Lichaamsvochten zitten in compartimenten met daartussen uitwisselingsoppervlakten
2.1 bepalen van volumes van lichaamscompartimenten
Totaal volume: concentraties van radioactief water (verdeelt zich over alle lichaamscompartimenten)
Extracellulair volume: inuline of sucrose (verdeelt zich overal, behalve in de cellen)
Plasma volume: radioactief albumine (blijft in plasma)
, 2.2 samenstelling van de lichaamsvochten
lichaamswater
ionen: elektrisch evenwicht?
zowel intra-als extracellulair zijn de positieve en negatieve ionen in balans. Er is een groot verschil in
ionaire concentraties, maar wel een elektrisch evenwicht. (dit is niet het geval in alle cellen!)
concentratieverschil / diffusie krachten? Ja, sterke!
Waar een concentratieverschil is, is er diffusie. Dit leidt enkel voor verplaatsing van het ion over het
membraan als het membraan permeabel is.
2.3 Permeabiliteit van uitwisselingsoppervlakten (membranen)
opgeloste stoffen in de lichaamscompartimenten?
De verschillende compartimenten van het lichaam verschillen sterk in concentraties van opgeloste stoffen: ionen, eiwitten,
glucose en metabolieten
Celmembraan
permeabel voor water ; impermeabel voor ionen en eiwitten (te groot)
→ ionaire concentraties in lichaamsvochten bepalen quasi volledig de osmotische druk over de celmembraan (aantal eiwit
partikels zijn in aantal verwaarloosbaar in vgl met ionen)
Capillaire wand
permeabel voor water en ionen ; impermeabel voor eiwitten
→ eiwitconcentratie in het plasma bepaalt de osmotische druk over de capillaire wand = oncotische druk
permeabel voor water? Ja. Er ontstaat dus een osmotisch drukverschil.
🡪 osmotisch evenwicht?
osmolaliteit
= maat voor het totaal aantal opgeloste partikels in een oplossing (houdt geen rekening met de grootte van de partikels)
Osmolaliteit van plasma is ongeveer gelijk aan 2 maal de Na concentratie = 2 maal 140 = ongeveer 290 mosmol/L
effectieve osmolaliteit of toniciteit
= maat voor het totaal aantal osmotisch actieve partikels
= maat voor het aantal partikels dat niet permeabel is doorheen de semi-permeabele membraan (die dus niet door het
membraan kunnen)
Je weet dus enkel dat het osmotisch actief is als je de eigenschappen van het membraan weet.
=> isotone oplossing is een oplossing waarin een cel niet zwelt of krimpt (= evenveel osmotisch actieve partikels IC en EC).
🡪 hydrostatisch evenwicht?
De shift van vocht tussen het intravasculaire en interstitiële compartimenten noemt men “FILTRATIE”, en verloopt over de
capillaire vaatwand/endotheel.
De shift van vocht tussen het intracellulaire en extracellulaire compartiment noemt men “OSMOSE” en verloopt over de
celmembraan.
2.4 osmotische drukken en verdeling van lichaamswater: samenvatting
osmotische gradiënt: kracht die water doet verplaatsen doordat er een verschil is in concentratie van niet-permeabele deeltjes.
IC is Kalium het belangrijkste ion dus het meest osmotisch actief.
Er is een osmotisch evenwicht over het celmembraan want Natrium trekt terug t.o.v Kalium. Het verschil in eiwitten heeft hier
geen invloed op de osmotische gradiënt.
1. fysiologie: inleiding
inleidingsvideo: http://bit.ly/2IRrRP9 Richard Feynman, Why
FYSIOLOGIE
= de leer van de normale levensverschijnselen bij dier en plant
= gaat op zoek naar de mechanismen van het leven (HOW, not WHY?)
= een integratieve wetenschap, het integreert gegevens van reductionistische wetenschappen
= functioneel verklarende wetenschap
⇒ ‘springen’ tussen niveaus ; er is een spanningsveld tussen integratie en reductionisme
Vitale functies van levende organismen, organen, cellen, …
bv. sportfysiologie, ademhalingsfysiologie, cardiovasculaire fysiologie, celfysiologie, …
Spierfysiologie + Zenuwfysiologie <-> Celmembraan Fysiologie / kanaal fysiologie / celbiologie
Er is een sterke relatie tussen de structuur en functie van een cel, weefsel, orgaan, organisme, …
Het menselijk lichaam is opgebouwd uit networks op verschillende niveaus van biologische complexiteit.
⇒ gelaagdheid
2. het milieu intérieur
Het levend organisme kenmerkt zich door het blijven bestaan van een groot aantal evenwichtstoestanden van het “milieu
interieur” (= lichaamsconstanten, vitale parameters) noodzakelijk voor het leven van de individuele cellen.
“Milieu Interieur” Claude Bernard (1813-1878.
→ eerste fysioloog
Het milieu intérieur is de ‘soep’ waarin wij (onze cellen) baden (= onze lichaamssappen)
→ worden constant gehouden (“evenwicht” of “steady –state”) door regelmechanismen: lichaams constanten
bv. lichaamstemperatuur, pH, suikerspiegel, zuurstofgehalte, opgeloste stoffen, hoeveelheid afvalstoffen, ...
De regelmechanismen zijn opgebouwd uit organen of orgaansystemen, die op zichzelf bestaan uit individuele cellen.
(= homeostatische processen = negatieve FeedBack systemen = wisselwerking)
Het feedback systeem bestaat uit een netwerk van verschillende cellen en organen waarbij
communicatie ertussen zeer belangrijk is.
→ Antagonistische F-B systemen (2 systemen die het tegengestelde doen)
→ REDUNDANCY van F-B systemen (3 of 4 F-B systemen naast elkaar die instaan voor bloeddruk)
De fysiologie tracht de regelmechanismen te ontrafelen, meestal door reacties te bestuderen op
een opzettelijke ontregeling.
De functionele compartimenten (3) van het menselijk lichaam (milieu intérieur, vloeistoffen, ‘soep’):
- intravasculair compartiment: plasma met witte en rode bloedcellen (bloedcompartiment)
- interstitieel compartiment
- intracellulaire compartiment
Deze compartimenten hebben een verschillend volume en worden gescheiden door twee
uitwisselingsmembranen (semipermeabel):
- capillaire membraan: barrière tussen bloed en interstitieel vocht; wand van de haarvaten
- celmembraan
⇒ Lichaamsvochten zitten in compartimenten met daartussen uitwisselingsoppervlakten
2.1 bepalen van volumes van lichaamscompartimenten
Totaal volume: concentraties van radioactief water (verdeelt zich over alle lichaamscompartimenten)
Extracellulair volume: inuline of sucrose (verdeelt zich overal, behalve in de cellen)
Plasma volume: radioactief albumine (blijft in plasma)
, 2.2 samenstelling van de lichaamsvochten
lichaamswater
ionen: elektrisch evenwicht?
zowel intra-als extracellulair zijn de positieve en negatieve ionen in balans. Er is een groot verschil in
ionaire concentraties, maar wel een elektrisch evenwicht. (dit is niet het geval in alle cellen!)
concentratieverschil / diffusie krachten? Ja, sterke!
Waar een concentratieverschil is, is er diffusie. Dit leidt enkel voor verplaatsing van het ion over het
membraan als het membraan permeabel is.
2.3 Permeabiliteit van uitwisselingsoppervlakten (membranen)
opgeloste stoffen in de lichaamscompartimenten?
De verschillende compartimenten van het lichaam verschillen sterk in concentraties van opgeloste stoffen: ionen, eiwitten,
glucose en metabolieten
Celmembraan
permeabel voor water ; impermeabel voor ionen en eiwitten (te groot)
→ ionaire concentraties in lichaamsvochten bepalen quasi volledig de osmotische druk over de celmembraan (aantal eiwit
partikels zijn in aantal verwaarloosbaar in vgl met ionen)
Capillaire wand
permeabel voor water en ionen ; impermeabel voor eiwitten
→ eiwitconcentratie in het plasma bepaalt de osmotische druk over de capillaire wand = oncotische druk
permeabel voor water? Ja. Er ontstaat dus een osmotisch drukverschil.
🡪 osmotisch evenwicht?
osmolaliteit
= maat voor het totaal aantal opgeloste partikels in een oplossing (houdt geen rekening met de grootte van de partikels)
Osmolaliteit van plasma is ongeveer gelijk aan 2 maal de Na concentratie = 2 maal 140 = ongeveer 290 mosmol/L
effectieve osmolaliteit of toniciteit
= maat voor het totaal aantal osmotisch actieve partikels
= maat voor het aantal partikels dat niet permeabel is doorheen de semi-permeabele membraan (die dus niet door het
membraan kunnen)
Je weet dus enkel dat het osmotisch actief is als je de eigenschappen van het membraan weet.
=> isotone oplossing is een oplossing waarin een cel niet zwelt of krimpt (= evenveel osmotisch actieve partikels IC en EC).
🡪 hydrostatisch evenwicht?
De shift van vocht tussen het intravasculaire en interstitiële compartimenten noemt men “FILTRATIE”, en verloopt over de
capillaire vaatwand/endotheel.
De shift van vocht tussen het intracellulaire en extracellulaire compartiment noemt men “OSMOSE” en verloopt over de
celmembraan.
2.4 osmotische drukken en verdeling van lichaamswater: samenvatting
osmotische gradiënt: kracht die water doet verplaatsen doordat er een verschil is in concentratie van niet-permeabele deeltjes.
IC is Kalium het belangrijkste ion dus het meest osmotisch actief.
Er is een osmotisch evenwicht over het celmembraan want Natrium trekt terug t.o.v Kalium. Het verschil in eiwitten heeft hier
geen invloed op de osmotische gradiënt.
