Fysiologie Mens en Dier

Transcriptie

1 College 26 maart 2012 Dr. Buwalda Het autonome zenuwstelsel Een kenmerk van het autonoom zenuwstelsel is dat elke impuls van het CZS het orgaan bereikt via twee neuronen, namelijk een preganglionair (die gemyleniseerd is) en postganglionair (niet-gemyelinseerd) neuron, met uitzondering van de prikkels die via de nervus vagus en de nervus pelvicus gaan. Elke baan heeft dus een neuron in het CZS en een neuron in het PZS. De cellichamen van de postganglionaire neuronen zijn gelegen in de motorganglia dichtbij het ruggenmerg. - De sympaticus loopt via de grensstrengen (reeks ganglia die als een parelsnoer langs her ruggenmerg gelegen zijn) naar de organen, de neuronen stellen de neurotransmitter noradrenaline vrij. In tegenstelling tot het sympatische zenuwstelsel bevat het sympatische zenuwstelsen zeer korte preganglionaire zenuwen die vanuit het ruggenmerg overschakelen in een ganglion. Hierdoor heeft het sympatische zenuwstelsen zeer lange postganglionaire zenuwen die verschillende doelorganen kunnen innerveren. De preganglionaire zenuwen hebben allemaal acetylcholine als neurotransmitter. De postganglionaire zenuwen hebben dit niet. De postganglionaire neurotransmitter van het sympatische zenuwstelsel is noradrenaline, terwijl dit in het parasympatische zenuwstelsel nog steeds acetylcholine is. - De parasympathicus die vertrekt vanuit het ruggenmerg, de neuronen gebruiken de neurotransmitter acetylcholine. Ze bestaat vooral uit de zwervende zenuw (nervus vagus). Vertakkingen van deze zenuwen lopen naar de verschillende organen. Het parasympatische zenuwstelsel heeft hele lange preganglionaire zenuwen die vanuit de hersenstam pas in het doelorgaan overschakelen op het ganglion. Parasympatische zenuwcellen hebben daarom zeer korte postganglionaire zenuwen. Dwarsgestreept spierweefsel, zo genoemd vanwege het uiterlijk onder de microscoop, is spierweefsel bestaande uit lange, veelkernige spiervezels. Dwarsgestreept spierweefsel wordt voornamelijk gevonden in skeletspieren, die onder willekeurige controle staan en voornamelijk botten met elkaar verbinden. Daarnaast bestaat ook de hartspier uit dwarsgestreept weefsel (zie onder). Glad spierweefsel staat niet onder willekeurige controle en is onder meer te vinden in het maag-darmstelsel, bloedvaten, luchtwegen, voortplantingsorganen. 1

2 Somatisch versus autonoom Het autonome en het somatische zenuwstelsel hebben beiden een ander effect op het doelweefsel (glad/dwarsgestreept spierweefsel) waarop zij eindigen. Het somatische (animale) zenuwstelsel heeft alleen een exciterende werking, terwijl het autonome zenuwstelsel zowel excitatoir als inhibatoir gereguleerd kan worden. Motorische eindplaat De motorische eindplaat is een microscopische structuur die zich bevindt op de overgang tussen spiercellen en motorische zenuwvezels, en die zorgt dat het zenuwsignaal wordt omgezet in een signaal waardoor de spier gaat samentrekken. De motorische eindplaat is dus een type synaps. Een motorisch axon splitst zich nabij zijn bestemming in een aantal takken die stuk voor stuk contact maken met de spiercelmembraan. Een groep spiervezels die door 1 axon wordt bediend heet een motorische eenheid (motor unit). De grootte van een motorische eenheid varieert tussen 1 en 100 spiervezels. De afzonderlijke contactplaatsen zijn de motorische eindplaten. Ze bestaan uit kleine gebiedjes waar de celmembranen van zenuw- en 2

3 spiercel vlak bij elkaar liggen en waar zich speciale eiwitten in beide membranen bevinden. Als er via de zenuwvezel een actiepotentiaal aan de eindplaat arriveert, stromen er calciumionen uit de extracellulaire vloeistof in de uitloper van de zenuwcel naar binnen en binden zich aan bepaalde intracellulaire eiwitten. Hierdoor binden zich met neurotransmitter gevulde blaasjes van de binnenkant aan de celmembraan en geven hun inhoud (acetylcholine) naar buiten toe af. Het is belangrijk dat je onthoudt dat er collageen in de synapsspleet zit, zodat het geheel stabieler wordt (collageen is sterker dan vocht). De acetylcholine bindt zich dan weer aan de nicotinerge acetylcholinereceptoren aan de spierkant van de motorische eindplaat, die bestaan uit kanaaleiwitten die als er acetylcholine aan bindt open gaan staan, waardoor natriumionen in de spiercel naar binnen en kaliumionen naar buiten stromen. Er gaat meer natrium naar binnen dan kalium naar buiten, waardoor een lokale eindplaatpotentiaal (EPP) ontstaat, die zich verspreidt over de spiercel en in de transverse tubuli, waardoor weer calciumionen uit het sarcoplasmatisch reticulum vrijkomen waardoor de spiercontractie wordt gestart. De acetylcholine in de synapsspleet wordt intussen afgebroken door acetylcholinesterase waardoor het systeem weer gereed gemaakt wordt voor een nieuwe prikkeling. Flexor/extensor Flexie betekent "buiging" en wordt als aanduiding voor veel bewegingen gebruikt. Het tegenovergestelde van flexie is extensie ("strekken"). Flexie en extensie vinden plaats in het ellebooggewricht en het kniegewricht als vanuit de neutrale uitgangshouding de arm of knie wordt gebogen. Skeletspieren Skeletspieren worden aangestuurd door het zenuwstelsel. Ze worden vanuit de hersenen aangestuurd door motorische zenuwen. De bewuste aansturing van de skeletspieren vindt plaats via het piramidaal systeem. Deze loopt van de motorische schors naar de hersenstam en ruggenmerg. In de hersenstam en ruggenmerg liggen motorische zenuwcellen, de alfamotorneuronen. Eén motorische zenuwcel stuurt meerdere spiervezels van eenzelfde spier aan. Een dergelijke combinatie van een zenuwcel met de bijbehorende spiervezels wordt een motorische eenheid genoemd. Elke spier is onderverdeeld in meerdere motorische eenheden. De kracht die een spier levert hangt af van het aantal geactiveerde motorische eenheden. Over het algemeen geldt dat grote spieren motorische eenheden hebben met veel spiervezels, en dat spieren die nauwkeurige bewegingen moeten maken uit kleine motorische eenheden bestaan. 3

4 Op deze manier kan de kracht die een spier levert nauwkeurig worden opgebouwd. De terminologie van spiervezels is wat anders dan die van andere cellen. In het college werden de verschillen uitgelegd aan de hand van het volgende tabelletje. Dwarsgestreept spierweefsel Dwarsgestreept spierweefsel bestaat uit spiervezels en die op hun beurt weer bestaan uit spierfibrillen. Elke spiervezel is ontstaan door versmelting van vele spiercellen. Een spiervezel bevat dan ook veel kernen. Met een microscoop is bij deze spiervezels een dwarse streping te zien. Veel dwarsgestreepte spieren zitten vast aan delen van het skelet (de skeletspieren). Sommige dwarsgestreepte spieren zitten met een of beide uiteinden vast aan de huid (de huidspieren). Voorbeelden van huidspieren zijn spieren in het gelaat en de spieren in de tong. Op microscopisch niveau bestaat een dwarsgestreepte spier uit dikke (zware) en dunne (lichte) filamenten, die je kunt zien als 'staafjes' die in elkaar geschoven moeten worden om de spier korter te maken en dus aan te spannen. Aan de zware filamenten zitten uitsteeksels, de myosine-koppen. In rustpositie zijn deze gekoppeld aan ATP. Als de spier gaat samentrekken, wordt ATP gehydrolyseerd tot ADP en anorganisch fosfaat. Door de energie die hierbij vrijkomt, bindt de myosinekop zich aan een bindingplaats op de lichte filamenten oftewel actinefilamenten. ADP en de fosfaatgroep worden daar losgelaten, zodat de myosinekop weer naar zijn rustpositie gaat. Hierdoor schuiven de lichte en zware filamenten in elkaar, wordt de spier korter en spant zich dus aan. 4

5 Sarcoplasmatisch reticulum Het sarcoplasmatisch reticulum (SR) wordt gewoonlijk beschouwd als een gespecialiseerde vorm van (glad) endoplasmatisch reticulum die aanwezig is in spiercellen. Een belangrijke functie van het SR is het opnemen van calciumionen, om deze snel los te laten op het moment dat de cel een actiepotentiaal genereert. Het opnemen van calcium is een actief proces dat energie kost, en wordt uitgevoerd door de sarcoplasmatische calciumpomp. Werking Een spier trekt samen onder invloed van een motorisch neuron. Een motorisch neuron laat acetylcholine los in de synaptische spleet tussen het neuron en spiercel. Dit veroorzaakt een actiepotentiaal, welke door de T-tubuli (buizen door het sarcoplasmatisch reticulum, instulping membraan) van de spiercel naar binnen gaat. Het actiepotentiaal stimuleert de afgifte van calcium door het sarcoplasmatisch reticulum. De calcium-ionen binden aan de troponine-complexen op de tropomyosine-draden, waardoor deze draden van de myosine-bindingsplaatsen verschuiven. De myosinekoppen kunnen nu binden, waardoor contractie (spiersamentrekking) mogelijk is. Na de contractie (als er geen actiepotentiaal meer is) gaan de calcium-ionen terug naar het sarcoplasmatisch reticulum, dat de ionen bewaart tot het volgende actiepotentiaal. De tropomyosinedraden gaan door het tekort aan calcium weer over de myosinebindingsplaatsen liggen. Myofibril Myofibrillen, ook wel contractiele elementen genoemd, zijn een onderdeel van het cytoskelet. Ze zijn opgebouwd uit lange draadvormige eiwitketens van de eiwitten myosine en actine. Deze eiwitketens worden vanwege hun draadvorm ook wel actine- en myosinefilamenten genoemd. In combinatie met actinefilamenten hebben ze verscheidene functies in de bewegingen van cellen; hierbij stimuleren calciumionen de myosinelepels om aan te hechten op een parallel gelegen actinefilament, waardoor de filamenten een stukje langs elkaar schuiven. Dit principe wordt veelvuldig toegepast in spiervezels, bij het afsnoeren van blaasjes binnen de cel en bij het klieven van dierlijke cellen tijdens mitose en meiose. 5

6 Tropomyosine Bij een spier in rust zijn de myosine-bindingsplaatsen op de lichte filamenten bedekt door een draad van tropomyosine. Op deze draad zitten weer bindingsplaatsen voor calcium, de zogeheten troponine-complexen. Als een spier wil samentrekken, zullen de bindingsplaatsen voor de myosinekoppen vrij moeten komen te liggen. Je kunt dus zeggen dat tropomyosine de myosinekopjes inhibieert. Tropomyosine ligt als een soort draad op de actinefilamenten, waar de myosinekopjes aan moeten hechten zodra de spier moet gaan contraheren. Troponine Troponine is het eiwit dat er voor zal zorgen dat de myosinekopjes ondanks het tropomyosine toch aan de actinefilamenten kunnen hechten. Zodra troponine in contact komt met calciumionen zal het de tropomyosine draden opzij trekken, zodat het myosine kan binden (zie afbeelding). Titine Titine is een extreem groot en lang molecule. Het is het zwaarste bekende proteïne in termen van moleculaire massa. De menselijke variant heeft een moleculaire massa van meer dan 3,8 miljoen Dalton, en bestaat uit een opeenvolging van meer dan aminozuren. De brutoformule is bepaald op C H N O S

7 Spiercontractie Een myosinekop steekt uit in de richting van het actinefilament. Er is nog geen actine en myosine gekoppeld. Een spiervezel wordt geactiveerd. Ca2+ komt vrij en bindt zich aan troponine en bindingsplaatsen. Het myosine-atp-complex wordt geactiveerd. Myosinekoppen binden zich aan actine, dat wordt samen actomyosine. Er komt energie vrij en de myosinekoppen klappen om. De spier wordt kleiner daardoor neemt de spierspanning toe. Actomyosinecomplex wordt verbroken dat splitst in actine en myosine. De myosinekoppen klappen terug waardoor de actine en myosine terugkomen in de oorspronkelijke toestand. Ca2+ wordt door het SR opgenomen. Vervolgens komt de spier terug in rust. ATP in de spier Om een spier te laten werken is energie nodig. De enige energie die de spier kan gebruiken is ATP (adenosine tri fosfaat). Wanneer deze stof gebruikt wordt voor verbranding, wordt het opgesplitst in ADP (adenosine di fosfaat), P (fosfaat) en energie. Om deze ADP + P later weer terug te zetten naar ATP (waaruit weer energie vrijgemaakt kan worden), zijn er energiesystemen in het lichaam nodig die hiervoor kunnen zorgen. Dit zijn de fosfaatpoel, het melkzuursysteem en het zuurstofsysteem. Je moet wel onthouden dat een spier NOOIT door zijn ATP voorraad heen zal zijn. Dit zal pas gebeuren wanneer je overlijdt. Hierbij treedt er Rigor Mortis op door gebrek aan ATP (ga dit na). 7

8 Creatinefosfaat in de spier Dit is het eerste systeem dat wordt aangesproken bij een verandering in gevraagde energie door een spier. Op dit punt komt ook de spraakmakende stof creatine om de hoek kijken. De functie van creatine is de spieren de mogelijkheid geven langer gebruik te maken van het energiesysteem. Dit werkt als volgt. De ATP stof, die rond de spieren als voorraad ligt opgeslagen, is na ongeveer 5 seconden op. Op dat moment geeft de stof creatinefosfaat (CP) zijn fosfaatdeel af om een binding te vormen met de ontstane ADP, zodat het weer getransformeerd kan worden naar ATP. Als het lichaam meer creatine heeft (dat zich van tevoren kan binden met fosfaat), kan de creatinefosfaat langer gebruikt worden met als gevolg dat je op deze manier langer kunt trainen in dit energiesysteem. Het voordeel hiervan is dat je minder snel verzuurt (minder snel het volgende energiesysteem moet aanwenden) en dus meer kunt doen. Aangezien dit energiesysteem geen zuurstof nodig heeft en er geen melkzuur wordt gevormd, wordt het ook wel anaëroob a-lactisch genoemd. De scheikundige formule hiervoor is: CP (creatinefosfaat) + ADP --> Creatine + ATP (energie) Melkzuur in de spier Terwijl de creatinefosfaat uitput, krijgt het lichaam steeds meer hulp van het melkzuursysteem. Het nadeel van dit systeem is dat er melkzuur gevormd wordt (vroege spierpijn). De brandstof die gebruikt wordt om ATP te vormen hier is glycogeen (wat voortkomt uit koolhydraten/suikers). Een andere benaming voor deze reactie is de lactische anaërobe verbranding (verbranding zonder zuurstof, met melkzuur). De scheikundige formule hiervoor is: Glycogeen --> 2 ATP (energie) + melkzuur 8

9 Slow en fast twitch Spiervezels zijn onderdelen van spierbundels en bestaan uit myofibrillen, gevonden in de dwarsgestreepte spieren, in het glad spierweefsel worden geen spiervezels gevonden. Spiervezels worden geen cellen genoemd omdat ze meerkernig zijn, het zijn samensmeltingen van meerdere cellen. Dit heet een Syncytium. Spiervezels reageren snel op impulsen, maar raken ook snel vermoeid. Het aantal spiervezels is genetisch bepaald. Ook de verhouding tussen de verschillende types (zie infra) zijn genetisch bepaald en kunnen slechts lichtjes aangepast worden door trainig. Type I (Slow Twitch) -Hoog myoglobine gehalte -Hoge aerobe capaciteit -Zijn rood van kleur -Bevatten veel mitochondriën Type IIx (Fast Twitch) -Hoge anaërobe capaciteit -Zijn wit van kleur -De Fast Twitch vezels zijn nog onder te verdelen in type IIa, IIx en IIb. Type IIa (Intermediaire spiervezel) -Gekenmerkt door kracht en uithoudingsvermogen -Mogelijkheid om vetten en koolhydraten te verbranden -Zijn in staat tot de anaërobe omzetting van glucose via de glycolyse 9

10 Motorunits In de spieren zitten zogenaamde motorunits. Een motorunit(motorische eenheid) bestaat uit een motorische zenuwvezel en alle door deze zenuwvezel geïnnerveerde spiervezels. Het is de fundamentele functionele eenheid van een skeletspier. Het aantal spiervezels per motorunit is afhankelijk, niet van de grootte van de spier, maar van de nauwkeurigheid waarmee deze spier werkt. De oogspieren die betrokken zijn bij zeer fijne, nauwkeurige bewegingen kunnen zelfs motorunits bevatten met slechts 1 spiervezel. Dit leidt tot een hoog aantal motorunits in een klein spiertje(oogspier). Factoren die de kracht in een spier bepalen zijn: Het aantal spiervezels in een spier(en per motorunit), hoe meer, hoe groter de kracht. Het aantal motorunits die gelijk geactiveerd worden in een spier, hoe meer motorunits geactiveerd worden hoe groter de kracht. De soort prikkel die per motorunit plaats vindt. Zo levert een twitch (enkelvoudige contractie) minder kracht op dan wanneer er 2 prikkels kort op elkaar volgen en er een summatie ontstaat. Dit leidt tot een groter kracht. Het vezeltype waar een spier uit bestaat. De type 1, rode, aerobe of langzame leveren een kleinere kracht over een grotere periode. De type 2, witte, fasische, snelle, anaerobe spiervezels leveren een grotere kracht over een kortere periode. Het aantal ATP of energie die voorradig is in een spier. Hoe meer energie hoe meer kracht, tot op zekere hoogte natuurlijk. Er is per motorunit een bepaald soort spiervezeltype. Dus een motorunit innerveert of langzame of snelle spiervezels. Per spier kunnen er echter wel meerdere soorten spiervezeltype aanwezig zijn. Omdat er ook meerdere motorunits in een spier zitten. Over het algemeen geldt voor skeletspieren dat er evenveel snelle als langzame spiervezeltype aanwezig zijn. Afgezien van de individuele verschillen kan er gezegd worden dat de spieren van getrainde sporters die trainen op uithoudingsvermogen een groter percentage aan langzame spieren hebben en dat sporters die aan krachtraining doen gemiddeld een groter percentage snelle vezels hebben. Dit beide gezien ten opzichte van ongetrainde mensen. Op topsport zit het verschil in kracht of juist uithoudingsvermogen waarschijnlijk in het feit dat de een met meer langzame of juist snelle vezels is geboren. Ga na dat asynchrone activatie van motorunits vermoeidheid tegen gaat. De spier kan op verschillende manieren contraheren. 10

11 Isometrische contractie, waarbij de spier kracht levert zonder beweging. Dit resulteert in een toename van spierkracht, maar enkel in de gewrichtshoek waarin getraind werd. Voor een toename van spierkracht op de hele bewegingsbaan moeten dus verschillende hoeken getraind worden. Isotonische contractie, waarbij de spier met constante spierspanning samentrekt. Glad spierweefsel Glad spierweefsel bestaat uit spiercellen van actine en myosine die in tegenstelling tot dwarsgestreept spierweefsel niet onder de invloed van de bewuste wil samentrekken en dit samentrekken ook veel langzamer doen dan dwarsgestreepte spieren. De cellen van het gladde spierweefsel zijn spoelvormig met een centrale kern met daar rond enige organellen zoals het ER, mitochondriën en een golgi-apparaat. Gladde spiercellen zijn omgeven door een basale lamina (behalve ter hoogte van een nexus, die voorkomt op plaatsen waar de cellen op 2nm van elkaar liggen). De contractie van deze spieren is traag en langzaam, maar daarentegen vrijwel onvermoeibaar. In het lichaam worden gladde spiercellen onder andere aangetroffen in de wand van het maagdarmkanaal, waar ze de darminhoud transporteren, in de wand van slagaders waar ze bij de bloeddrukregeling en de doorbloedingsregeling betrokken zijn, in de baarmoeder en in de blaas, en in de bronchiën. Ook de pupil wordt door glad spierweefsel aangestuurd. Je kunt glad spierweefsel indelen in single-unit smooth muscle en multi-unit smooth muscle (heeft betrekking op de nauwkeurigheid en de activiteit van de spier). 11

12 Contractie glad spierweefsel In de gladde spiercellen bindt Ca 2+ aan calmoduline en het Ca 2+ -calmoduline complex bindt aan myosine light chain kinase (MLCK) waardoor dit enzym actief wordt. Het actieve Ca 2+ - calmoduline MLCK fosforyleert de myosine lichte ketens waarna de actine bindingsplaats op de myosine kop beschikbaar wordt en myosine in staat is om het actine te binden. In skeletspiervezels zorgt de binding van Ca 2+ voor een vormverandering van troponine terwijl MLCK door de binding van Ca 2+ -calmoduline enzymatisch actief wordt in gladde spiercellen. Het eind resultaat is hetzelfde, de myosine kop kan binden aan het actine. Gladde spiercellen die gedurende lange tijd zijn aangespannen zonder veel energie te verbruiken verkeren in een latch state. Onder normale omstandigheden (niet de latch state ) kunnen de myosine-kop en het actine elkaar binden en langs elkaar schuiven als de myosine lichte keten gefosforyleerd is. Als de myosine lichte keten gedefosforyleerd wordt, laat de myosine-kop los van het actine filament. Echter, als de myosine lichte keten gedefosforyleerd wordt, terwijl de myosine-kop aan het actine filament gebonden blijft (omdat er te weinig ATPase activiteit is), blijft de gladde spiervezel in gecontraheerd staat en verkeert in een latch state (vergelijk de rigor mortis in gestreepte spieren) Zenuwvezels lopen langs het gladspierweefsel en neurotransmitter wordt in de buurt van de gladde spiercellen afgegeven. De neurotransmitter bereikt de gladde spiercellen middels diffusie. 12

13 Spierspoeltjes Spierspoeltjes zijn vooral te vinden tussen de spiervezels van spieren die verantwoordelijk zijn voor de lichaamshouding. Het zijn zintuigjes van ongeveer 7 millimeter lang die gewikkeld zijn rond dwarsgestreepte spiervezels. Deze receptoren zenden informatie door naar de hersenen over de rekbaarheid van de spieren. Ze wisselen daar in een constante stroom informatie over uit. Spierspoeltjes hebben een uittrekbaar middenstuk en samentrekbare uiteinden. Hiermee kunnen ze het samentrekken en uitrekken van een spier regelen voordat er door het lichaam actie wordt ondernomen. Dit kan door de nauwe samenwerking met de hersenen. Als spieren een bepaalde houding moeten volhouden werken de spoeltjes als fixatiezintuig. Alfa-gamma coactivatie De myotatische reflex zelf is feedback gestuurd en passief; er treedt verlenging in de spier op en de reflex treedt in werking. De contractie van de spier kan ook, samen met de myotatische reflex vanuit de hersenen worden gestuurd; feedforward en actief: vanuit de hersenen wordt via de gamma- motoneuronen de gewenste lengte opgelegd; de gamma- motoneuronen exciteren de intrafusale vezels. De hoeveelheid contractie die dan moet plaatsvinden wordt geschat op basis van eerdere ervaringen en uit informatie die receptoren geven over de feitelijke belasting (bijv. het gewicht van een stapel boeken die je aan het optillen bent). Tevens regelen de gamma motoneuronen hierdoor de gelijktijdige lengteverandering van intra- en extrafusale vezels. Hierdoor kunnen de intrafusale vezels lengteverandering blijven registreren; het meetbereik van de intrafusale vezels verandert synchroon met de verkorting zodat feedback mogelijk blijft. Bijvoorbeeld bij het onderhands optillen van een voorwerp: Als eerste neemt de spanning op de spier toe, maar wordt nog niet korter. Vervolgens door de gamma-activatie geeft de spierspoel meer afferente activiteit af. De motoneuronen in het ruggenmerg worden geactiveerd, de bicepsspanning neemt toe en de biceps wordt korter waardoor het voorwerp wordt opgetild. Ook wordt hierdoor de spierspoel korter waardoor de afferente activiteit vermindert. De bicepsspanningstoename stopt. Hierdoor worden voorwerpen met de juiste spanning opgetild. 13

14 Golgi peesorgaan Wanneer er te veel kracht wordt gegenereerd door de agonist, worden de sensorische uiteinden van de agonist samengeknepen. De Golgi wordt geactiveerd. Via een inhiberende motorneuron zal dit zorgen voor een afname van activiteit van motorneuronen. Dit zorgt ervoor dat de spierkracht in de agonist afneemt en de contractie afneemt. Voorbeeld: reguleren van constante kracht bij het vasthouden van een mok melk (zie afbeelding). 14

15 Colleges 27 maart 2012 Dr. Scheurink Hypofyse De hypofyse, oftewel hersenaanhangsel, is een klier midden in het hoofd, onder de hersenen, die vele hormonen afscheidt. De hypofyse vervult een belangrijke rol bij de regulering van een groot aantal hormonen. De klier is ongeveer zo groot als een kikkererwt (doorsnede circa één centimeter) en is gelegen in een holte in de schedelbasis, achter de neusrug. De hypofyse is opgebouwd uit drie delen: de voorkwab (pars anterior of adenohypofyse) achterkwab (pars posterior of neurohypofyse) de middenkwab (pars intermedia) De middenkwab is bij mensen bijna niet aanwezig. Bij sommige diersoorten is deze echter relatief groter. De achterkwab van de hypofyse staat met lange axonen direct in verbinding met de hypothalamus. De voorkwab van de hypofyse is via een poortadersysteem verbonden met de hypothalamus. Deze meet de hoeveelheden hormonen in het bloed en stuurt hormonen naar de hypofyse wanneer er meer of minder van een hormoon nodig is. 15

16 Neurohypofyse De neurohypofyse of hypofyseachterkwab maakt deel uit van het endocriene systeem. In feite betreft het een verzameling axonale projecties die vanuit de hypothalamus helemaal tot voorbij de adenohypofyse of hypofysevoorkwab lopen. De neurohypofyse bestaat vooral uit projecties van neuronen ofwel axonen die van de nucleus supraopticus en de nucleus paraventricularis van de hypothalamus lopen. Deze axonen scheiden peptidehormonen af in de haarvaten van de hypofysepoortader. De neurohypofyse geeft zowel vasopressine (ADH, Stimuleert het vasthouden van vocht; zorgt voor een stijgende bloeddruk en roept mannelijke agressie op) als oxytocine (Samentrekking van de baarmoeder en lactatie) af. Deze hormonen worden beiden in de nucleus paracentricularis en in de nucleus supraopticus gemaakt. Adenohypofyse Met de adenohypofyse wordt het voorste deel van de hypofyse dat tevens het grootste deel van de hypofyse vormt bedoeld. De adenohypofyse speelt een sturende rol bij allerlei lichamelijke processen zoals stress, groei en voortplanting. De adenohypofyse scheidt peptidehormonen af, waardoor onder meer het functioneren van de bijnier, lever, botten, schildklier en gonaden wordt geregeld. De adenohypofyse wordt zelf aangestuurd vanuit de hypothalamus en door middel van tegenkoppeling vanuit de doelorganen. POMC Pro-opiomelanocortin (POMC) is a precursor polypeptide with 241 amino acid residues. POMC is synthesized from the 285-amino acid long polypeptide precursor, pre-proopiomelanocortin (pre-pomc), by the removal of a 44-amino acid long signal peptide sequence during translation. The large molecule of POMC is the source of several important biologically active substances (multiple afgifte: meer hormonen van één POMC molecuul splitsing (dus ook het geproduceerde hormoon) is specifiek voor de endocriene cel). 16

17 Hormonen afgegeven door de adenohypofyse Net zoals de neurohypofyse zal de adenohypofyse verschillende hormonen afgeven aan het lichaam. Dit gebeurt niet via neuronen die hun peptidehormonen in de neurohypofyse afgeven aan het bloed, maar direct, zonder de tussenkomst van neuronen. 1 TSH Thyroïdstimulerend hormoon of TSH is een hormoon dat geproduceerd wordt door de voorkwab van de hypofyse (de adenohypofyse). Het stimuleert de schildklier (thyroïd) tot productie van schildklierhormonen, welke essentieel zijn voor normale groei en ontwikkeling en effecten hebben op het metabolisme. De hypofyse op zijn beurt wordt aangestuurd met thyroïd vrijmakend hormoon (TRH) vanuit de hypothalamus. 2 Corticotropine Corticotropine (voluit: adrenocorticotroop hormoon) of ACTH is een polypeptide hormoon en een neurotransmitter. Het bestaat uit 39 aminozuren en het wordt geproduceerd en afgegeven door de adenohypofyse en door sommige neuronen. ADH en CRH geproduceerd in de hypothalamus stimuleren de afgifte van ACTH. ACTH werkt in op de bijnierschors en stimuleert de aanmaak van corticosteroïden zoals cortisol en ook androgenen (sekssteroïden). Cortisol remt op zijn beurt weer de afgifte van ACTH (negatieve feedback), door een direct effect op de adenohypofyse en een indirect effect op de hypothalamus, waar het de afgifte van CRH remt. 3 FSH/LH Het follikelstimulerend hormoon (afgekort FSH, ook wel Follitropine genoemd) wordt afgegeven door de hypofyse, samen met het luteïniserend hormoon (LH). Onder invloed van deze hormonen wordt de hormoonproductie van andere geslachtshormonen geregeld. FSH stimuleert bij de vrouw de groei en rijping van follikels in de eierstokken, en zet de follikels aan tot productie van oestrogenen. Bij de man bevordert FSH de vorming van zaadcellen in de teelballen door stimulatie van de Sertolicellen. Bepaalde andere geslachtshormonen remmen de hypofyse in de afgifte van FSH (tegenkoppeling). Bij de man stimuleert FSH de aanmaak en rijping van zaadcellen. De FSH-concentratie is bij mannen vanaf de puberteit betrekkelijk constant. In de hypothalamus wordt GnRH (gonadotropin releasing hormone) aangemaakt, dit is de zgn. releasing hormone van FSH en LH. 17

18 4 Prolactine Prolactine is een hormoon dat aangemaakt wordt in de hypofyse (voorkwab). Het is voor het eerst geïsoleerd door Oscar Riddle uit de hypofyse van runderen en blijkt bij de mens vooral een stimulerende werking op het borstklierweefsel te hebben (afscheiding). De afgifte van prolactine staat onder controle van de hypothalamus door de remmende werking van dopamine. 5 Groeihormoon Het menselijk groeihormoon (ook wel afgekort tot GH of HGH, (humaan) groeihormoon) of somatotropine is een hormoon dat wordt gemaakt in de hypofysevoorkwab. De belangrijkste functie is het stimuleren van de productie en afgifte van groeifactoren. Het groeihormoon beïnvloedt slechts enkele soorten cellen. Groeihormoon wordt niet gelijkmatig geproduceerd maar in korte pieken. De productie van groeihormoon vindt plaats bij lichaamsbeweging, stress en ongeveer twee uur na het inslapen. De afgifte wordt in de hersenen geregeld door twee stoffen: 'growth hormone releasing hormone' of GHRH en somatostatine. Ze komen via speciale bloedvaten in de hypofyse. 'Growth hormone releasing factor' heeft als functie het stimuleren van de afgifte, terwijl somatostatine de afgifte juist afremt. TRH (TSH releasing hormone): TSH omhoog CRH (corticotropin releasing hormone): ACTH omhoog GnRH of FSH/LH-RH (gonadotropin releasing hormone): FSH + LH omhoog GRH (GH releasing hormone): GH omhoog GH inhibiting hormone (GIH = somatostatine): GH omlaag Prolactine inhibiting hormone (PIH = dopamine): prolactine omlaag 18

19 Geslachtsbepaling Bij gewervelde dieren wordt de sekse bepaald door geslachtshormonen gevormd in de indifferente gonade. Bij zoogdieren is dit feitelijk een één op één relatie met de genetische constitutie en het is bij zoogdieren ook tot op heden niet mogelijk gebleken deze geslachtsontwikkeling op kunstmatige wijze om te draaien. Een individu dat een X chromosoom heeft van de moeder en een Y chromosoom van de vader zal een mannelijk geslachtsontwikkeling volgen en een individu dat een X chromosoom heeft van de moeder én een X chromosoom van de vader volgt een vrouwelijke geslachtsontwikkeling. Het X en Y chromosoom worden de geslachtschromosomen genoemd. Een belangrijke component van de secundaire geslachtsontwikkeling is "Anti Mullerian Hormone" dat zorgt voor een afbraak van de in eerste instantie aangelegde gang van Muller, de afvoergang van de vrouwelijke geslachtsproducten. Anti Mullerian hormone (AMH) Het Anti-Müllerian Hormone (AMH) is oorspronkelijk beschreven als het hormoon dat ervoor verantwoordelijk is dat de buizen van Müller bij de man verdwijnen. Bij de vrouw blijven ze bestaan, groeien ze uit tot de eileiders, en smelten ze samen leidend tot de vorming van de baarmoeder. Wolffian vs. Mullerian Sexual differentiation is defined as the phenotypic development of structures consequent upon the action of hormones produced following gonadal determination. The sex of an early embryo cannot be determined because the reproductive structures do not differentiate until the seventh week. Prior to this, the tissue is considered bipotential because it cannot be identified as male or female. The internal genitalia consist of two accessory ducts: Wolffian (male) and Mullerian (female). As development proceeds, one of the pairs of ducts develops while the other regresses. Sex determination depends on the presence or absence of the sex determining region of the Y chromosome, also known as the SYR gene. In the presence of a functional SYR gene, the bipotential gonads develop into testes. SYR gen Het SRY-gen (afkorting voor Sex Determining Region of Y) of TDF-gen (afkorting voor Testis Determining Factor) is bij de zoogdieren een geslachtsbepalend gen op het Y- chromosoom. Dit gen werkt als een controlegen dat verschillende andere genen op de autosomen en het X-chromosoom activeert en hierdoor vanaf de zesde week na de bevruchting de vorming van de testes in de foetus op gang brengt. De testes secerneren testosteron, een steroïd geslachtshormoon dat op zijn beurt de ontwikkeling van de andere mannelijke geslachtskenmerken induceert. Het syndroom van Swyer is een Y-gebonden erfelijke aandoeningen waarbij het SRY-gen ontbreekt. Hierdoor zal het embryo, ondanks de aanwezigheid van een Y-chromosoom, zich toch uiterlijk ontwikkelen tot een meisje. 19

20 Male development The SRY gene when transcribed and processed produces SRY protein that binds to DNA and directs the development of the gonad into testes. Male development can only occur when the fetal testis secretes key hormones at a critical period in early gestation. The testes begin to secrete three hormones that influence the male internal and external genitalia: they secrete anti-müllerian hormone (AMH, defeminiserend effect), testosterone (aanleg interne geslachtsorganen), and dihydrotestosterone (DHT). Anti-Müllerian hormone causes the Müllerian ducts to regress. Testosterone converts the Wolffian ducts into male accessory structures, including the epididymis, vas deferens, and seminal vesicle. Testosterone will also control the descending of the testes from the abdomen into the scrotom. Dihydrotestosterone will differentiate the remaining male characteristics of the external genitalia. DHT Dihydrotestosteron (DHT) is een sterk biologisch actieve stof die in de cel wordt gemaakt uit de zelf minder actieve voorloper, testosteron, met behulp van het enzym 5-α-reductase. Het heeft een 3x sterkere androgene werking dan zijn voorloper testosteron. Tijdens de embryonale ontwikkeling zorgt DHT voor de ontwikkeling van de EXTERNE PRIMAIRE geslachtskenmerken (testosteron zorgt daarentegen voor de INTERNE geslachtskenmerken. Ook kan het op latere leeftijd kaalheid veroorzaken (5-α-reductase inhibitor als medicijn, idem voor prostaatkanker om een prostaatvergroting tegen te gaan). 20

21 21

22 Androgeenongevoeligheidssyndroom Het androgeenongevoeligheidssyndroom, afgekort tot AOS, is een aangeboren afwijking waardoor iemand niet of onvoldoende reageert op mannelijke geslachtshormonen (androgenen). Het DNA van mannen en vrouwen verschilt doordat mannen een X- en een Y-chromosoom hebben en vrouwen twee X-chromosomen. Vanaf de achtste week van de zwangerschap gaan embryo's met XY-chromosomen veel androgenen produceren, waardoor ze mannelijke geslachtskenmerken ontwikkelen. Embryo's met AOS hebben XY-chromosomen, maar reageren niet op de mannelijke geslachtshormonen. Hierdoor ontwikkelen zich vrouwelijke geslachtskenmerken. Het is een misverstand dat mensen met AOS een beetje man en vrouw zijn. Omdat mensen met AOS niet beïnvloed worden door het mannelijke hormonen, zien ze eruit als vrouw en voelen ze zich ook echt vrouw. Er zijn echter een paar verschillen tussen hun lichaam en dat van de gemiddelde vrouw. De belangrijkste zijn: Ze hebben geen baarmoeder en eierstokken en kunnen dus geen kinderen krijgen Ze menstrueren niet Ze hebben geen oksel- en schaamhaar Ze hebben geen acne Ze hebben geen transpiratiegeur Oestrogeen Oestrogenen of estrogenen zijn een groep steroidhormonen die meestal vrouwelijke hormonen genoemd worden, omdat ze een belangrijke rol spelen bij de ontwikkeling van de vrouwelijke geslachtskenmerken, het reguleren van de menstruele cyclus en bij zwangerschap. Maar oestrogenen komen ook wel in lage concentraties voor in het mannelijk lichaam. Oestrogenen worden bij vrouwen onder andere afgescheiden door de eierstokken. Ze spelen een belangrijke rol bij de lichamelijke ontwikkelingen in de puberteit, zoals de groei van de baarmoeder en vagina en het groter worden van de borsten en de genitaliën. Oestrogenen zijn van belang voor het soepel houden van de vagina, en voor de productie van het cervix-slijm (dat weer van invloed is op de activiteit en levensduur van zaadcellen die de vagina binnen komen). Steroiden gemaakt uit cholesterol Geproduceerd in gonaden en bijnierschors Oestrogenen, androgenen en progesteron Oestrogenen en androgenen hebben effecten in zowel man als vrouw Progesteron alleen in vrouw (in man tussenproduct) Oestrogenen vooral in vrouw, androgenen vooral in man Gereguleerd door FSH en LH 22

23 LH Het luteïniserend hormoon (LH) is een geslachtshormoon dat bij de vrouw de eirijping en de eisprong (ovulatie) stimuleert. Na de eisprong stimuleert het de verdere ontwikkeling van het Graafse follikel tot het geel lichaam (corpus luteum). Het geel lichaam ontwikkelt zich tot een hormoonklier, dat hormonen gaat produceren. Deze hormonen zijn progesteron en de oestrogenen (oestradiol en oestron). Ook bij mannen wordt LH door de hypofyse geproduceerd. Het heeft invloed op de Leydigcellen in de teelballen. Deze cellen worden gestimuleerd tot de vorming van het hormoon testosteron. De hoeveelheid hormonen in het bloed bepaalt de LH-afgifte door de hypofyse (negatieve terugkoppeling). FSH Het follikelstimulerend hormoon (afgekort FSH, ook wel Follitropine genoemd) wordt afgegeven door de hypofyse, samen met het luteïniserend hormoon (LH). Onder invloed van deze hormonen wordt de hormoonproductie van andere geslachtshormonen geregeld. FSH stimuleert bij de vrouw de groei en rijping van follikels in de eierstokken, en zet de follikels aan tot productie van oestrogenen. Bij de man bevordert FSH de vorming van zaadcellen in de teelballen door stimulatie van de Sertolicellen. Bepaalde andere geslachtshormonen remmen de hypofyse in de afgifte van FSH (tegenkoppeling).de hormonen FSH en LH worden door de hypofyse geproduceerd en spelen bij de vrouw een belangrijke rol in de menstruatiecyclus. Gedurende de eerste twee weken van de menstruele cyclus (de folliculaire fase) stimuleert FSH samen met LH de groei en rijping van follikels in de eierstokken en de productie van oestrogenen. Na de ovulatie, in de luteale fase, zorgt LH samen met FSH voor de aanmaak van progesteron door het corpus luteum. Progesteron remt de LH- en FSHproductie, waardoor deze hormonen uiteindelijk weer in een lage concentratie aanwezig zijn.onder invloed van progesteron wordt het baarmoederslijmvlies voorbereid op de innesteling van de bevruchte eicel. Indien een zwangerschap uitblijft zal de productie van progesteron door het corpus luteum geleidelijk aan gaan dalen, hetgeen uiteindelijk resulteert in een menstruele bloeding.bij de man stimuleert FSH de aanmaak en rijping van zaadcellen. De FSH-concentratie is bij mannen vanaf de puberteit betrekkelijk constant. Sertoli cell De Sertoli-cellen, of voedstercellen, begeleiden de rijping van zaadcellen. Deze cellen worden gestimuleerd door Testosteron afkomstig van de cellen van Leydig en Follikel stimulerend hormoon dat door de hypofyse wordt gevormd. De cellen van Sertoli produceren ook het hormoon inhibine, die zorgen voor de afremming van de testosteronproductie door de cellen van Leydig. Zo creëren beide cellen in de testes een systeem van homeostase.de Sertoli-cellen zorgen voor steun, bescherming en voeding van de zich ontwikkelende zaadcellen. De spermatogenetische cellen (cellen betrokken bij de productie van zaadcellen) liggen ingebed in het cytoplasma van Sertoli-cellen. De zich ontwikkelende zaadcellen komen hierdoor niet meer in contact met het interstitium (ruimte met vloeistof tussen cellen) en kunnen alleen voedingsstoffen uit het cytoplasma van de Sertoli-cellen krijgen en er afvalstoffen aan afgeven. 23

24 Effecten van oestrogenen op Gn-RH In het college werd verteld dat hoge oestrogeenspiegels zorgen voor een verhoogde afgifte van het gonadotropine releasing hormoon (GnRH). Dit is opvallend omdat het één van de weinige positieve-feedbacksystemen in ons lichaam is. Er treedt pas een negatieve feedback op wanneer de oestrogeenwaarden gemiddeld of hoog zijn. Dit is ook de reden waarom er in de doorsnede anticonceptiepil weinig oestrogeen zit en meer progesteron. 24

25 Leydig cellen Cellen van Leydig zijn cellen die onder andere in de testes (zaadballen) in het bindweefsel tussen de verschillende lobben (lobuli) te vinden zijn. Daar produceren zij onder invloed van de gonadotrope hormonen FSH en LH het mannelijke hormoon testosteron. Leydigcellen produceren onder invloed van het Luteïniserend Hormoon LH, Androgenen zoals Testosteron. Inhibine Inhibine is een eiwit dat de synthese en secretie van FSH remt (NIET LH!). Inhibine wordt bij vrouwen gesynthethiseerd door de granulosacellen van een zich ontwikkelend follikel in de ovaria. Dit eiwit speelt een rol bij de regulatie van de menstruele cyclus. Bij vrouwen wordt FSH geproduceerd door de de adenohypofyse onder invloed van GnRH. Ter hoogte van de granulosacellen zal door een toename in FSH concentratie inhibine geproduceerd worden. Inhibine wordt geproduceerd door de gonaden, de hypofyse, de placenta en andere organen. Bij mannen inhibeert inhibine eveneens de FSH-productie. Dit leidt tot een verminderde testosteronsecretie. Inhibine wordt bij mannen gesecerneerd door de Sertolicellen die gelegen zijn in de tubuli seminiferi van de testes. Neuropeptide Y Een hoog neuropeptide Y-niveau zorgt voor een hongergevoel en verminderde fysieke activiteit. Als het vetgehalte in het lichaam stijgt (verhoogde leptineafgifte), wordt door kernen in de hypothalamus de neuropeptide Y-productie verminderd. Het kwam er in het college op neer dat wanneer een rat honger had (hoog NPY) zal hij eerder kiezen voor voedsel dan voor seks. 25

26 Menstruatiecyclus Tijdens de folliculaire fase geeft de hypofyse (in de hersenen) follikel stimulerend hormoon (FSH) af dat de granulosacellen van een follikel zal stimuleren tot groei. FSH zorgt ervoor dat de granulosacellen gelegen in het ovarium oestradiol gaan produceren. Zodra de oestradiol concentratie boven een bepaalde waarde komt te zitten, wordt door de hypofysevoorkwab een grote hoeveelheid luteïniserend hormoon (LH) aan de circulatie afgegeven. Meerdere follikels (een zogenaamd cohort), gelegen in de eierstok (ovarium) en bevatten elk een eicel (oöcyt). De follikels produceren gedurende deze fase van de cyclus oestrogeen. Als de grootste follikel ongeveer een diameter van mm bereikt heeft zal de hypofyse piekgewijs LH produceren, waarna de follikel ongeveer 36 tot 48 uur later zal springen (ovulatie, zie verder bij de eicel). Het geproduceerde oestrogeen zorgt voor groei (= proliferatie) van het endometrium in de baarmoeder (uterus). Deze periode van menstruele cyclus heet daarom ook proliferatieve fase. Deze fase is wisselend in duur (7 tot 21 dagen). Dit heeft gevolgen voor de vruchtbare periode (zie verder). De tweede fase wordt luteale fase genoemd en begint op het moment dat de follikel gesprongen is, en de eicel er uit verdwenen is. De granulosacellen van het follikel veranderen van vorm en worden granulosa luteïnecellen. Onder invloed van het LH zullen deze granulosa luteïnecellen progesteron gaan produceren. Het follikel zonder eicel wordt geel lichaam (corpus luteum) genoemd en zal nog enkele dagen de productie van progesteron blijven voortzetten. Onder invloed van de progesteron (en ook oestrogenen) verandert het baarmoederslijmvlies waarbij de slijmklieren secreet produceren en afgeeft, en zo klaargemaakt wordt voor de innesteling van het embryo. Deze fase heet daarom ook wel de secretoire fase. Als dit geel lichaampje enkele dagen later stopt met de hormoonproductie, doordat het niet ondersteund wordt door een zwangerschap geproduceerd hormoon hcg, zal het baarmoederslijmvlies ten gronde gaan en een bloeding optreden. Folliculaire fase Oestrogenen triggert FSH/LH-RH secretie in de hypothalamus FSH (positieve feedback) Follikel komt volledig tot ontwikkeling, inhibine afgifte remt alleen FSH niet LH Endometrium (cellaag aan de binnenkant van de uterus) wordt ontwikkeld Hoog LH ovulatie 26

27 Luteale fase Lege follikel + LH corpus luteum progesteron en relatief lage oestrogeen Progesteron verdikking van het endometrium Laag oestrogeen FSH en LH tot einde cyclus Degeneratie corpus luteum oestrogenen en inhibine afstoten oppervlak endometrium (menses) 27

28 Colleges 28 maart 2012 Dr. Buwalda Spijsvertering Spijsverteren of digestie betekent het verteren van voedsel (spijs) tot stoffen die door het lichaam kunnen worden opgenomen. Dit gebeurt in het spijsverteringskanaal; buizen en lichaamsholten waarin het spijsverteringsproces plaatsvindt. In het maagdarmkanaal wordt het voedsel (de spijsbrij)voortgestuwd en knedend gemengd met de spijsverteringssappen door beweging van het spierweefsel van de darm (de peristaltiek).de spijsvertering kent 4 basale processen die je moet kunnen onderscheiden voor het tentamen, namelijk vertering, absorptie, motiliteit en secretie (zie afbeelding hiernaast). Vertering wordt gedaan door verschillende organen in het lichaam, waaronder de maag, de darmen, de lever en de alvleesklier. De meeste voedingsstoffen in de voeding kunnen niet als zodanig in het lichaam worden opgenomen. Het spijsverteringsstelsel heeft de volgende taken: Opname van voedsel Mechanische verkleining van de voedselbrokken (kauwen en kneden) Chemische verkleining onder invloed van enzymen (vertering) Transport van de voedselbrij door het spijsverteringskanaal (slikken en peristaltiek) Kneden en mengen van het voedsel (peristaltiek) Overdracht van de voedingsstoffen aan het bloed (resorptie) Uitscheiden van afvalstoffen door de lever in de darm Afgeven van niet-verteerde resten (ontlasting) Het duodenum, de nuchtere darm en kronkeldarm vormen samen de dunne darm die bij de mens zes tot zeven meter lang kan zijn. Aansluitend hierop begint de dikke darm. Deze begint met de blindedarm en eindigt bij de endeldarm. De blindedarm is een kort 'doodlopend' stuk dat eindigt met een wormvormig aanhangsel, ook wel appendix genoemd. Appendicitis is een ontsteking van dit aanhangsel. Foutief spreken mensen vaak van blindedarmontsteking. De functie van de darm is het verteren en opnemen van voedingsstoffen. Eerst gebeurt er een verteringsproces dat reeds in de mond begint. Lichaamssappen vanuit verschillende organen komen terecht in de darm om het verteringsproces op gang te brengen. De verteerde voedingsstoffen kunnen vervolgens door de darmwand heen in het bloed worden opgenomen. 28

29 De maag De maag is een gekromde zak en ligt links boven in de buikholte. De maag grenst aan de lever, de milt, de alvleesklier, het middenrif en voor een gedeelte aan de dikke darm. Afhankelijk van de inhoud en van de houding van het lichaam neemt de maag verschillende vormen aan. Dienovereenkomstig kan men een haakvorm, een posthoornvorm of een stierenhoornvorm onderscheiden. De slokdarm (oesofagus) komt bij de maagingang (pars cardiaca) de maag in. Naar boven toe welft zich de koepel van de maag (fundu). Hier verzamelen ingeslikte gassen zich. Ook zorgt de fundus ervoor dat de maag een grotere opslagcapaciteit krijgt wanneer er veel wordt gegeten. Het maagcorpus (corpus gastricum) gaat rechts beneden in de maaguitgang over (maagportier = pylorus). De delen van de maag gaan zonder bijzondere grenzen in elkaar over. De binnenkant van de maag is bekleed met een dikke slijmhuid, waarin de maagklieren ingebed liggen. De spierlaag van de maag bestaat uit glad en dwarsgestreept spierweefsel. Hiermee kan de maag zich vernauwen en verwijden en zo de peristaltische beweging van de slokdarm voor het transport van spijzen voortzetten. De maag wordt omgeven door het buikvlies. Door het buikvlies kan de maag zich in de buikholte bewegen, al naargelang de toename of afname van de omvang ervan, in verband met voedselopname. De maagwand bevat plooien in het bedekkende epitheel, de foveolae (gastric pits). Aan de basis van de foveolae monden de klierbuizen uit, vaak meerdere per foveola. De cellen van de foveola hebben allen een klierfunctie gekregen. Deze cellen zijn van het muceuze type en hebben een helder cytoplasma.afhankelijk van de celsoort scheiden de maagklieren verschillende stoffen af. De hoofdcellen scheiden pepsinogeen af, dat in de maag omgezet wordt in het enzym pepsine. Pepsine is voor de eiwitsplitsing bestemd. De wandcellen vormen het maagzuur (zoutzuur). De slijmafscheiding door de nekcellen is belangrijk. Deze slijmlaag beschermt de maag ertegen, zichzelf te verteren. In de G-cellen, die vooral in het portiergedeelte van de maag gevonden kunnen worden, wordt het hormoon gastrine afgegeven. Gastrine komt via de bloedsomloop bij de klieren van de maagkoepel en van het maagcorpus en zet deze tot het afscheiden van maagsap aan. Zolang in het portiergedeelte nog spijsdelen aankomen, die eiwitdeeltjes bevatten, wordt gastrine geproduceerd. 29

30 De dunne darm De dunne darm is een onderdeel van het menselijk spijsverteringsstelsel. Ook de meeste (zoog)dieren hebben een dunne darm. De dunne darm bestaat uit drie delen: 1. twaalfvingerige darm of duodenum (ca. 12 vingers lang 0,25m) 2. nuchtere darm of jejunum (ca. 2,5m lang); 3. kronkeldarm of ileum (ca. 3,5m lang); De dunne darm is zo'n 5 tot 6 meter lang en haalt de belangrijkste voedingsstoffen uit het eten. Een belangrijke functie van de twaalfvingerige darm is het neutraliseren van de ph. De chymus, de voedselbrij afkomstig uit de maag, is zeer zuur en zou de rest van het maagdarmstelsel kunnen beschadigen. De alvleesklier (pancreas) produceert bicarbonaat, een base die de ph weer omhoog brengt. Daarnaast produceert de pancreas ook nog verteringsenzymen, zoals trypsine, lipase en amylase, die de vertering voortzetten. Ook wordt in de twaalfvingerige darm het gal toegevoegd aan de chymus, afkomstig van de lever en de galblaas. De twaalfvingerige darm is naast ph-neutralisatie dus ook verantwoordelijk voor een deel van de vertering. De volgende onderdelen moet je kennen: Mucosa Epitheelcellenlaag (variabel karakter; tight junctions maag en colon, dunne darm minder tight ) (stamcellen; hoge turnover) Subepitheliale bindweefsellaag (zenuwen, bloed- en lymfevaten, immuuncellen (macrofagen en lymfocyten) platen van Peyer) Gladde spiercellaag (effectieve oppervlakte) Submucosa (bindweefsel met grotere bloed- en lymfevaten) Muscularis externa Binnenste circulaire laag en buitenste longitudinale laag) Serosa (bindweefsel) 30