Samenvatting Human Biology
1
, Chapter 2: Chemistry of Life
2.1. From atoms to molecules – NIET KENNEN!!!
MATERIE is alles dat ruimte inneemt en massa heeft. Dit kan voorkomen als vloeibaar, vast, gast of
plasma. ALLES is opgebouwd uit materie.
Een ELEMENT is de bouwsteen van materie en kan niet chemisch afgebroken worden. Er zijn 92
natuurlijke elementen. Elk element heeft een naam en een symbool. Het lichaam is samengesteld
o.b.v. 4 elementen:
- Koolstof (carbon)
- Stikstof (nitrogen)
- Zuurstof (oxygen)
- Waterstof (hydrogen).
Ook is ijzer (iron) belangrijk voor de gezondheid van ons lichaam, aangezien het hemoglobine
aanmaakt (= een eiwit in de rode bloedcel dat rode kleur geeft en zuurstof kan binden). Hemoglobine
transporteert zuurstof naar onze cellen.
Een ATOOM is de kleinste eenheid van een element dat nog steeds de chemische en fysieke
eigenschappen van een element behoudt. Een atoom kan gesplitst worden, maar het blijft het
kleinste element voor chemische reacties. Het bestaat uit 3 sub-atomische deeltjes die samen de
gehele atoom vormen:
- Positief geladen protonen (= een positief geladen bouwsteen van
een atoomkern dat zich in de atoomkern bevindt)
- Ongeladen neutronen (= elektrisch neutraal geladen kerndeeltje
dat, samen met de protonen, deel uitmaakt van de atoomkern)
- Negatief geladen elektronen (= elektrisch negatief geladen deel
van het neutron dat zich rond de nucleus bevindt)
Alle atomen van een element hebben dezelfde hoeveelheid protonen in de nucleus (= atoomnummer). In
het periodiek systeem zijn de atomen elektrisch neutraal, daarom kan men stellen dat het atoomnummer
niet alleen iets zegt over de hoeveelheid protonen maar ook over de hoeveelheid elektronen.
ATOOMMASSA is de som van de protonen en neutronen in de kern.
ISOTOPEN hebben zelfde atoomnummer maar verschillende atoommassa (dus zelfde hoeveelheid
protonen, maar verschillende hoeveelheid neutronen).
Sommige isotopen zijn radio-isotopen omdat ze onstabiel zijn en uit elkaar vallen. Bij het uiteen
vallen geven ze energie vrij (radiatie). Wordt gebruikt bij beeldvorming van organen en weefsels en
zelfs bij het diagnosticeren van tumoren. Bijvoorbeeld PET-scan: kleine hoeveelheid radioactieve stof
wordt ingespoten. De radiatie wordt met computer gedetecteerd en geanalyseerd. Het resultaat is
een gekleurd beeld dat de weefsels laat zien die glucose opnemen en dus metabolisch actief zijn
(= cellen die snel groeien en glucose en licht opnemen in de scan).
2
,Veel radiatie is beschadigend! (Langdurige en verreikende risico’s). Dit kan cellen beschadigen, DNA
beschadigen, kanker veroorzaken en zelfs over generaties heen problemen veroorzaken (fukushima).
MAAR het kan ook op goede manier gebruikt worden. Radiatie van radio-isotopen kan gebruikt
worden om bacteriën of virussen te doden of om te steriliseren van medische producten. Ook
voedsel (nutrition) kan gesteriliseerd worden met een bepaalde type van radiatie, zonder bestraling
en dus zonder het voedsel schadelijk te maken. Sterilisatie is gericht op het doden van micro-
organisme (kleine levende wezens zoals bacteriën, schimmels, algen) op een oppervlakte totdat de
kans dat dergelijke organismen nog levend op de oppervlakte aangetroffen worden kleiner is dan 1
op een miljoen. Verder kan radiatie ook cellen doden zoals kankercellen door op een zodanige
manier dat het in het lichaam geïnjecteerde wordt en enkel de kankercellen vernietigt. X-rays (vorm
van hoge-energie radiatie) is gebruikt voor medische diagnostisering en kankertherapie.
MOLECULEN = door chemische krachten samengebonden groep atomen (3 verschilleden manieren
waarop atomen interageren, met elkaar verbonden zijn:)
- Ionaire bindingen: atomen doneren of nemen een elektron om een stabiele valentie
(valence shell) te bekomen. Een stabiele valentie houdt 8 elektronen op buitenste schil in.
Een voorbeeld hiervan is keukenzout: zout is een ionaire verbinding tussen water en chloor.
- Covalente bindingen: atomen delen elektronen en de buitenste schillen overlappen. Dit is de
sterkste manier om ionen aan elkaar te doen laten binden.
- Waterstofbruggen: zwakke binding (a.d.h.v. een stippellijn) waarbij deze snel afgebroken kan
worden. Een positief atoom bindt hier met een negatief atoom, dat vaak voorvalt tussen
waterstof (hydrogen) en oftewel zuurstof (oxygen) oftewel stikstof (nitrogen). Positief en
negatief trekken elkaar aan en voeren krachten uit op elkaar
2.2. Water and life
Het lichaam bestaat 60-70% uit water en is dus een belangrijk ‘oplosmiddel’. De psychische en
chemische proportie van water maakt leven mogelijk en is polair opgebouwd: H (waterstof) is
positief, O (zuurstof) is negatief. In water spenderen de elektronen meer tijd rond de zuurstofatomen
te circuleren dan rond waterstofatomen omdat zuurstof een groter vermogen heeft om elektronen
aan te trekken i.v.m. waterstofatomen. Doordat de negatief geladen elektronen dichter staan bij
deze zuurstofatomen, worden deze zuurstofatomen zelf wat negatief geladen.
Door de waterstofbruggen hangen watermoleculen aan elkaar. Deze waterstofbruggen (binding)
zorgen ervoor dat water vloeibaar is op kamertemperatuur, de toestanden en eigenschappen van
water die maken dat er leven op aarde mogelijk is. Tevens houdt water warmte goed bij waardoor
we onze lichaamstemperatuur kunnen stabiliseren en dit niet snel zal veranderen (ons lichaam werkt
dan ook slechts in bepaalde omstandigheden met een temperatuur die optimaal moet zijn!). Ook
dampen of zweten we vocht uit om ons lichaamswarmte kwijt te kunnen en oververhitting tegen te
gaan (effect van dit stabiliseren). Dit verklaard waarom er ook aan de kust getemperde temperaturen
op te merken zijn: in zomer absorbeert de oceaan en slaagt deze warmte op, terwijl de oceaan in de
winter de warmte geleidelijk aan “loslaat”.
Water vergemakkelijkt de chemische reacties zowel binnen als buiten het levende systeem. Het lost
een groot aantal stoffen op, zeker diegene die ook polair zijn (zoals water).
- Moleculen die water kunnen aantrekken zijn hydrofiel (hydrophilic)
- Moleculen die water NIET kunnen aantrekken (waterafstotend) zijn apolaire (niet polair)
moleculen (nonpolar/apolair) en zijn hydrofoob (hydrophobic). Een voorbeeld hiervan zijn
plantaardige oliën, waardoor olie met water niet goed mengt.
3
, Watermoleculen zijn cohesie (cohesive) en adhesie (adhesive):
- Cohesie verwijst naar het vermogen van watermoleculen die aan elkaar kleven gedurende de
waterstofbinding
- Adhesie verwijst naar het vermogen van watermoleculen die aan elkaar kleven aan andere
polaire stoffen
Bevroren water heeft een groter volume dan vloeibaar water. Teven is de dichtheid ervan minder
dan vloeibaar water, waardoor ijs op water blijft drijven. Bij ijs liggen de waterstofbruggen namelijk
verder uit elkaar. Kristalvorm is ijsvorming is een reactie van moleculen van water dat bevriest.
Indien er water in de weefsels van het menselijk lichaam zou bevriezen, dan zet dit volume uit en
kunnen er scherpe kristalvormige punten ontstaan. Dit laatste kan binnenin het lichaam zware
gevolgen hebben qua schade toe richten en doet m.a.w. meer kwaad dan goed voor het lichaam.
ACIDS AND BASES
Wanneer water afbreekt geven ze een gelijke hoeveelheid hydrogene ionen (H+) en hydroxide ionen
(OH-) vrij.
- Zuren: substanties die uiteenvallen in water en H+ vrijgeven (bv. citroensap, tomaten, koffie)
- Basen: substanties die oftewel H+ opnemen oftewel OH- vrijgeven (bv. melk)
Of substanties zuur zijn of niet wordt bepaald door de hoeveelheid waterstoffen in het water: indien
een hoge concentratie aan water dan is een substantie meer zuur. PH-schaal geeft weer hoe zuur of
basisch een substantie is (van 0 – 14). PH-waarde 7 is neutraal, onder de 7 spreken we van zuur door
een hogere hydrogene ionen concentratie (H+). Boven de 7 spreken we van basisch door een hoger
hydroxide concentratie (OH-) dan een hydrogene ionen concentratie.
Ook het lichaam kan pas goed functioneren als het in een bepaald milieu van zuren aanwezig is en is
misschien nog zelfs belangrijker dan temperatuur! PH-waarde is essentieel voor het functioneren van
de cellen en slechts 1 PH-waarde afwijken van de optimale waarde kan leiden tot niet meer
levensvatbaar. Dit moet steeds binnen een bepaalde range blijven om negatieve gevolgen te
voorkomen. Dit toont aan hoe fragiel wij zijn hieraan.
Een normale PH-waarde te behouden in ons lichaam is mogelijk doordat het lichaam en de natuur
buffers hebben die voorkomen dat deze waarde veranderd. PH-waarde van ons lichaam bevindt zich
iets boven de waarde van 7, bv. PH-waarde van ons bloed is 7,4 (licht basisch).
4
1
, Chapter 2: Chemistry of Life
2.1. From atoms to molecules – NIET KENNEN!!!
MATERIE is alles dat ruimte inneemt en massa heeft. Dit kan voorkomen als vloeibaar, vast, gast of
plasma. ALLES is opgebouwd uit materie.
Een ELEMENT is de bouwsteen van materie en kan niet chemisch afgebroken worden. Er zijn 92
natuurlijke elementen. Elk element heeft een naam en een symbool. Het lichaam is samengesteld
o.b.v. 4 elementen:
- Koolstof (carbon)
- Stikstof (nitrogen)
- Zuurstof (oxygen)
- Waterstof (hydrogen).
Ook is ijzer (iron) belangrijk voor de gezondheid van ons lichaam, aangezien het hemoglobine
aanmaakt (= een eiwit in de rode bloedcel dat rode kleur geeft en zuurstof kan binden). Hemoglobine
transporteert zuurstof naar onze cellen.
Een ATOOM is de kleinste eenheid van een element dat nog steeds de chemische en fysieke
eigenschappen van een element behoudt. Een atoom kan gesplitst worden, maar het blijft het
kleinste element voor chemische reacties. Het bestaat uit 3 sub-atomische deeltjes die samen de
gehele atoom vormen:
- Positief geladen protonen (= een positief geladen bouwsteen van
een atoomkern dat zich in de atoomkern bevindt)
- Ongeladen neutronen (= elektrisch neutraal geladen kerndeeltje
dat, samen met de protonen, deel uitmaakt van de atoomkern)
- Negatief geladen elektronen (= elektrisch negatief geladen deel
van het neutron dat zich rond de nucleus bevindt)
Alle atomen van een element hebben dezelfde hoeveelheid protonen in de nucleus (= atoomnummer). In
het periodiek systeem zijn de atomen elektrisch neutraal, daarom kan men stellen dat het atoomnummer
niet alleen iets zegt over de hoeveelheid protonen maar ook over de hoeveelheid elektronen.
ATOOMMASSA is de som van de protonen en neutronen in de kern.
ISOTOPEN hebben zelfde atoomnummer maar verschillende atoommassa (dus zelfde hoeveelheid
protonen, maar verschillende hoeveelheid neutronen).
Sommige isotopen zijn radio-isotopen omdat ze onstabiel zijn en uit elkaar vallen. Bij het uiteen
vallen geven ze energie vrij (radiatie). Wordt gebruikt bij beeldvorming van organen en weefsels en
zelfs bij het diagnosticeren van tumoren. Bijvoorbeeld PET-scan: kleine hoeveelheid radioactieve stof
wordt ingespoten. De radiatie wordt met computer gedetecteerd en geanalyseerd. Het resultaat is
een gekleurd beeld dat de weefsels laat zien die glucose opnemen en dus metabolisch actief zijn
(= cellen die snel groeien en glucose en licht opnemen in de scan).
2
,Veel radiatie is beschadigend! (Langdurige en verreikende risico’s). Dit kan cellen beschadigen, DNA
beschadigen, kanker veroorzaken en zelfs over generaties heen problemen veroorzaken (fukushima).
MAAR het kan ook op goede manier gebruikt worden. Radiatie van radio-isotopen kan gebruikt
worden om bacteriën of virussen te doden of om te steriliseren van medische producten. Ook
voedsel (nutrition) kan gesteriliseerd worden met een bepaalde type van radiatie, zonder bestraling
en dus zonder het voedsel schadelijk te maken. Sterilisatie is gericht op het doden van micro-
organisme (kleine levende wezens zoals bacteriën, schimmels, algen) op een oppervlakte totdat de
kans dat dergelijke organismen nog levend op de oppervlakte aangetroffen worden kleiner is dan 1
op een miljoen. Verder kan radiatie ook cellen doden zoals kankercellen door op een zodanige
manier dat het in het lichaam geïnjecteerde wordt en enkel de kankercellen vernietigt. X-rays (vorm
van hoge-energie radiatie) is gebruikt voor medische diagnostisering en kankertherapie.
MOLECULEN = door chemische krachten samengebonden groep atomen (3 verschilleden manieren
waarop atomen interageren, met elkaar verbonden zijn:)
- Ionaire bindingen: atomen doneren of nemen een elektron om een stabiele valentie
(valence shell) te bekomen. Een stabiele valentie houdt 8 elektronen op buitenste schil in.
Een voorbeeld hiervan is keukenzout: zout is een ionaire verbinding tussen water en chloor.
- Covalente bindingen: atomen delen elektronen en de buitenste schillen overlappen. Dit is de
sterkste manier om ionen aan elkaar te doen laten binden.
- Waterstofbruggen: zwakke binding (a.d.h.v. een stippellijn) waarbij deze snel afgebroken kan
worden. Een positief atoom bindt hier met een negatief atoom, dat vaak voorvalt tussen
waterstof (hydrogen) en oftewel zuurstof (oxygen) oftewel stikstof (nitrogen). Positief en
negatief trekken elkaar aan en voeren krachten uit op elkaar
2.2. Water and life
Het lichaam bestaat 60-70% uit water en is dus een belangrijk ‘oplosmiddel’. De psychische en
chemische proportie van water maakt leven mogelijk en is polair opgebouwd: H (waterstof) is
positief, O (zuurstof) is negatief. In water spenderen de elektronen meer tijd rond de zuurstofatomen
te circuleren dan rond waterstofatomen omdat zuurstof een groter vermogen heeft om elektronen
aan te trekken i.v.m. waterstofatomen. Doordat de negatief geladen elektronen dichter staan bij
deze zuurstofatomen, worden deze zuurstofatomen zelf wat negatief geladen.
Door de waterstofbruggen hangen watermoleculen aan elkaar. Deze waterstofbruggen (binding)
zorgen ervoor dat water vloeibaar is op kamertemperatuur, de toestanden en eigenschappen van
water die maken dat er leven op aarde mogelijk is. Tevens houdt water warmte goed bij waardoor
we onze lichaamstemperatuur kunnen stabiliseren en dit niet snel zal veranderen (ons lichaam werkt
dan ook slechts in bepaalde omstandigheden met een temperatuur die optimaal moet zijn!). Ook
dampen of zweten we vocht uit om ons lichaamswarmte kwijt te kunnen en oververhitting tegen te
gaan (effect van dit stabiliseren). Dit verklaard waarom er ook aan de kust getemperde temperaturen
op te merken zijn: in zomer absorbeert de oceaan en slaagt deze warmte op, terwijl de oceaan in de
winter de warmte geleidelijk aan “loslaat”.
Water vergemakkelijkt de chemische reacties zowel binnen als buiten het levende systeem. Het lost
een groot aantal stoffen op, zeker diegene die ook polair zijn (zoals water).
- Moleculen die water kunnen aantrekken zijn hydrofiel (hydrophilic)
- Moleculen die water NIET kunnen aantrekken (waterafstotend) zijn apolaire (niet polair)
moleculen (nonpolar/apolair) en zijn hydrofoob (hydrophobic). Een voorbeeld hiervan zijn
plantaardige oliën, waardoor olie met water niet goed mengt.
3
, Watermoleculen zijn cohesie (cohesive) en adhesie (adhesive):
- Cohesie verwijst naar het vermogen van watermoleculen die aan elkaar kleven gedurende de
waterstofbinding
- Adhesie verwijst naar het vermogen van watermoleculen die aan elkaar kleven aan andere
polaire stoffen
Bevroren water heeft een groter volume dan vloeibaar water. Teven is de dichtheid ervan minder
dan vloeibaar water, waardoor ijs op water blijft drijven. Bij ijs liggen de waterstofbruggen namelijk
verder uit elkaar. Kristalvorm is ijsvorming is een reactie van moleculen van water dat bevriest.
Indien er water in de weefsels van het menselijk lichaam zou bevriezen, dan zet dit volume uit en
kunnen er scherpe kristalvormige punten ontstaan. Dit laatste kan binnenin het lichaam zware
gevolgen hebben qua schade toe richten en doet m.a.w. meer kwaad dan goed voor het lichaam.
ACIDS AND BASES
Wanneer water afbreekt geven ze een gelijke hoeveelheid hydrogene ionen (H+) en hydroxide ionen
(OH-) vrij.
- Zuren: substanties die uiteenvallen in water en H+ vrijgeven (bv. citroensap, tomaten, koffie)
- Basen: substanties die oftewel H+ opnemen oftewel OH- vrijgeven (bv. melk)
Of substanties zuur zijn of niet wordt bepaald door de hoeveelheid waterstoffen in het water: indien
een hoge concentratie aan water dan is een substantie meer zuur. PH-schaal geeft weer hoe zuur of
basisch een substantie is (van 0 – 14). PH-waarde 7 is neutraal, onder de 7 spreken we van zuur door
een hogere hydrogene ionen concentratie (H+). Boven de 7 spreken we van basisch door een hoger
hydroxide concentratie (OH-) dan een hydrogene ionen concentratie.
Ook het lichaam kan pas goed functioneren als het in een bepaald milieu van zuren aanwezig is en is
misschien nog zelfs belangrijker dan temperatuur! PH-waarde is essentieel voor het functioneren van
de cellen en slechts 1 PH-waarde afwijken van de optimale waarde kan leiden tot niet meer
levensvatbaar. Dit moet steeds binnen een bepaalde range blijven om negatieve gevolgen te
voorkomen. Dit toont aan hoe fragiel wij zijn hieraan.
Een normale PH-waarde te behouden in ons lichaam is mogelijk doordat het lichaam en de natuur
buffers hebben die voorkomen dat deze waarde veranderd. PH-waarde van ons lichaam bevindt zich
iets boven de waarde van 7, bv. PH-waarde van ons bloed is 7,4 (licht basisch).
4
