In het lichaam van een meercellig organisme treedt specialisatie van cellen op.

Transcriptie

1 Algemene anatomie en fysiologie/fysiologie/ niveau 2 Cellen Bouw en functie van cellen Levende organismen bestaan uit één of meer cellen, die er voor zorgen dat de soort en het individu in stand wordt gehouden. Zowel planten als dieren komen voor als ééncelligen, dus bestaande uit één enkele cel en als meercelligen, dus bestaande uit veel cellen. Voorbeelden van eencellige organismen zijn onder andere micro-organismen (of microben) die men alleen met een microscoop kan waarnemen, zoals bacteriën en eencellige dieren. Ze kunnen ook uit meerdere cellen bestaan, zoals schimmels en wieren. De zichtbare planten en dieren bestaan uit een zeer groot aantal cellen. De mens behoort tot het dierenrijk en is opgebouwd uit talloze miljoenen cellen. Naarmate het levend wezen hoger is ontwikkeld, dat wil zeggen meer complex, neemt niet alleen het aantal cellen toe maar ook het aantal soorten cellen. Men spreekt dan van een meercellig organisme. In het lichaam van een meercellig organisme treedt specialisatie van cellen op. Weefsels en cellen De cel is het kleinste zelfstandige deeltje van het menselijk lichaam. De cytologie bestudeert de bouw en functie van de cellen. Bouw en functie van een cel zijn onlosmakelijk met elkaar verbonden, uit de bouw wordt meestal de functie al duidelijk. Een cel leeft en heeft een aantal kenmerkende eigenschappen zoals: - de stofwisseling, het opnemen, verwerken en uitscheiden van stoffen - het verrichten van arbeid, bijvoorbeeld bewegen - het vermogen om op prikkels uit de omgeving te reageren - voortplanting - groei De bouw van een cel is afhankelijk van de taak die deze moet vervullen. Bouw van de cellen Ondanks verschillen bestaan er ook veel overeenkomsten in de bouw. Elke cel bestaat uit een wand, de celmembraan waarbinnen zich de celvloeistof, het cytoplasma en de celkern bevinden.

2 Weefsels Cellen van eenzelfde soort en met dezelfde functie noemt men een weefsel. Zo kent men spierweefsel, zenuwweefsel, epitheelweefsel, bind- en steunweefsel. Een orgaan bestaat uit verschillende weefselsoorten die samen een functie vervullen. Welke weefsels in een orgaan zitten, is afhankelijk van de functie die het orgaan heeft. Zo heeft de maag tot taak de voedselbrij uit de slokdarm op te vangen, te verteren en daarna voort te bewegen naar de dunne darm. De maagwand is dan ook aan de binnenzijde bekleed met kliercellen die het maagsap maken. De spieren in de maagwand zorgen ervoor dat het voedsel verder naar de darmen kan worden vervoerd. Organen en structuren die gezamenlijk aan een bepaalde levensfunctie werken, noemt men een orgaanstelsel. Zo zijn het zenuwstelsel en het hormoonstelsel nauw met elkaar verbonden. Ook uitscheiding van afvalstoffen wordt verricht door diverse orgaanstelsels, zoals het urinewegstelsel, het spijsverteringsstelsel en het ademhalingsstelsel. Celdifferentiatie Aanvankelijk lijken jonge cellen onderling veel op elkaar. Maar al gauw ontwikkelen ze een verschillende vorm en wordt hun functie verschillend. De cellen binnen zo'n meercellige organisme hebben zo, eventueel groepsgewijs, hun eigen taak. De verschillen in bouw, samenstelling en functie hangen samen met de speciale taak die de cellen in de organisatie van ons lichaam hebben gekregen. Bij de micro-organismen nemen de cellen alle taken voor hun rekening. Bij de hogere organismen ontwikkelen de cellen specifieke eigenschappen, waardoor ze hun taak binnen het organisme kunnen vervullen. Zo kennen we bijvoorbeeld: -epitheelcellen (of dekweefsel), deze dienen voor de buitenste bekleding van het organisme. Het dekweefsel heeft als taak het bedekken van het hele lichaam, zowel van buiten (de huid) als aan de binnenkant van organen die met de buitenwereld in contact staan. -bindweefselcellen (het bind- en steunweefsel), die dienen als vulmiddel en helpen mee de diverse organen op hun plaats te houden. Hiertoe behoren het beenweefsel, kraakbeen, banden, pezen van spieren en ook het bloed. -spiercellen die dienen om de verschillende bewegingen van het organisme mogelijk te maken. Hiertoe behoort het spierweefsel. Spieren zijn opgebouwd uit dunne, langwerpige spiercellen. Onder invloed van een zenuwprikkel kunnen spiercellen zich sterk samentrekken. -zenuwcellen die dienen om signalen door te geven en te verwerken tot reactieprikkels. Het zenuwweefsel bestaat uit twee soorten cellen met vele uitlopers. De eigenlijke zenuwcellen noemt men neuronen. Deze dienen voor het overbrengen van prikkels in het lichaam. De tweede soort zijn de steuncellen, deze noemt men gliacellen. Deze cellen dienen voor de voeding van de neuronen.

3 Bouw van de weefsels Een samenwerkingsverband van eenzelfde soort cellen noemt men een weefsel. Een weefsel bestaat uit levende cellen, die afhankelijk van de taak, ieder een eigen constructie en vorm hebben. De gespecialiseerde cellen vormen gespecialiseerde weefsels. We onderscheiden vier grote groepen weefsels: - epitheelweefsel Is dekweefsel, denk hierbij aan de (opper)huid en holle organen. - bind- en steunweefsel Denk hierbij aan beenweefsel, kraakbeen, banden, pezen, etc. - spierweefsel We kennen dwarsgestreept spierweefsel, glad spierweefsel en hartspierweefsel. Al het spierweefsel heeft tot taak krachten uit te oefenen en die komen tot stand door samentrekking van de spieren (door aansturende prikkel van de zenuwcel). - zenuwweefsel Vormt het zenuwstelsel, het berichtensysteem van het lichaam, het geeft signalen door. We kennen het animale zenuwstelsel en het vegetatieve zenuwstelsel.

4 De huid. Bouw, ligging en functie van huid Onze huid is in vele opzichten belangrijk en veel meer dan zomaar het omhulsel van ons lichaam. De huid is de eerste verdedigingslinie tegen schadelijke invloeden in onze omgeving. De huid zorgt ervoor dat wij niet snel oververhit, onderkoeld of uitgedroogd raken. De huid bezit tastgevoel zodat wij dingen kunnen voelen en daardoor bijvoorbeeld complexe handelingen met onze handen kunnen verrichten. De huid maakt ons herkenbaar voor de mensen om ons heen. Zonder huid zouden wij niet kunnen bestaan. De huid is aan de buitenkant niet egaal. Overal zijn met het blote oog fijne groeven en lijnen te zien. Deze worden het huidreliëf genoemd. De huid aan de handpalmen en voetzolen heeft een ander reliëf dan elders op het lichaam. Het huidreliëf zorgt ervoor dat de huid in staat is mee te geven bij bewegingen van het lichaam De indeling van de huid Men onderscheidt aan de huid ofwel cutis de volgende lagen: -opperhuid/epidermis De opperhuid bestaat uit dekweefsel (is epitheel) en vormt zweetklieren, geurklieren, talgklieren, haren en nagels. De opperhuid bevat geen bloedvaten, zenuwen of lymfeklieren. Wel bevindt zich hier een aantal (gevoels) zintuigen die koude, warmte, pijn en tast registreren. (Een oppervlakkige schaafwond, die alleen de opperhuid beschadigt, bloedt dus niet, er kan wel weefselvocht naar buiten treden.) -lederhuid/corium (of dermis) De lederhuid bestaat uit een bindweefsellaag die bloedvaten, lymfevaten, zenuwen en zintuigen bevat. De grens tussen de opperhuid en de lederhuid verloopt grillig, gegolfd. De lederhuid dringt in de vorm van papillen de opperhuid binnen. In deze papillen liggen bloedvaten en zintuigen. De zweetklieren en de haren met hun talgklieren (die alle tot de opperhuid worden gerekend) dalen af tot diep in de lederhuid. -onderhuids bindweefsel/subcutis Het onderhuids bindweefsel is de laag die zich onder de lederhuid bevindt. Deze verbindt de huid met de onderliggende weefsels. Deze laag bevat veel vetweefsel (subcutaan vet) dat het lichaam beschermt tegen afkoeling. Het bestaat uit een losmazig bindweefsellaag.

5 Stofwisseling. Stofwisseling is een basiskenmerk van de levende cel. Cellen hebben voor hun groei en voor het uitvoeren van hun specifieke taak voeding nodig (brandstoffen en bouwstoffen). Deze voeding wordt opgenomen van buiten het organisme (eten) en binnen het organisme aangepast aan voor celstofwisseling bruikbare bestanddelen (spijsvertering). De cel onttrekt aan deze bestanddelen de noodzakelijke elementen voor zijn taak en onttrekt er producten aan waarmee hij zich kan voorzien van de noodzakelijke energie. Voedingsstoffen worden dus door het organisme opgenomen uit de omgeving. De vaste en vloeibare stoffen worden verwerkt voor inwendig gebruik door het spijsverteringsstelsel, het inwendig milieu. De gasvormige stoffen worden opgenomen door het ademhalingsstelsel, het uitwendig milieu. De stofwisseling op het niveau van uitwendig en inwendig milieu -doel van de stofwisseling/metabolisme Het doel is eenvoudig, het doen functioneren van het organisme (menselijk lichaam). De stofwisseling van de cel kent twee kanten. In de cel worden de voedingsstoffen op twee manieren gebruikt. Een deel van de voedingsstoffen, namelijk de eiwitten, mineralen en water, wordt gebruikt om nieuwe cellen op te bouwen. Het teveel aan voedingsstoffen wordt tijdelijk opgeslagen in de lever. Deze groei, herstel of vernieuwing van cellen heet anabool of anabolisme en wordt de opbouwstofwisseling of assimilatie genoemd. Het andere deel van de voedingsstoffen, namelijk vetten en koolhydraten, wordt met behulp van de zuurstof verbrand om het lichaam van warmte en energie te kunnen voorzien. Dit verbruik van voedingsstoffen heet katabool of katabolisme en wordt bedrijfsstofwisseling of dissimilatie genoemd. Ook het verbruik van de opgeslagen voedingsstoffen is katabool. Bij deze verbranding van voedingsstoffen komen afvalstoffen vrij. Het bloed voert deze afvalstoffen naar de nieren, de darmen, de longen of de huid. Daar worden de afvalstoffen verwerkt en uitgescheiden in de vorm van urine, ontlasting, uitgeademde lucht en zweet. Het evenwicht tussen deze beide functies heet metabolisme.

6 Spijsvertering. Onder spijsvertering verstaat men alle verrichtingen van het spijsverteringsstelsel en alle processen daar omheen om te komen tot een "vertering" van de spijzen. Het doel van de spijsvertering is om voedsel om te zetten in stoffen die door het bloed kunnen worden opgenomen. De opname in het bloed kan alleen gebeuren als het voedsel in opgeloste toestand verkeert. Voedselbestanddelen die onopgelost zijn in het maagdarmkanaal, moeten als onverteerbare resten uit het lichaam worden afgevoerd. De bouw en functie van het spijsverteringskanaal De voedingsstoffen kunnen dus niet zomaar worden benut door het lichaam. De spijsvertering zorgt ervoor dat dit uiteindelijk wel kan gebeuren. De organen die meewerken aan de spijsvertering maken deel uit van het spijsverteringsstelsel. Het spijsverteringsstelsel bestaat uit het spijsverteringskanaal en klieren die spijsverteringssappen afscheiden. De spijsvertering bestaat uit een aantal processen, namelijk: opname van voedsel, het fijnmalen van voedsel, het verteren en afbreken van voedingsstoffen, het transport door de darmen, opname van voedingsstoffen in het bloed en het verwijderen van de onverteerbare voedselresten.

7 Ademhaling De mens heeft voedsel nodig om te leven. De voedingsstoffen worden door ons gebruikt om het lichaam op te bouwen en eventueel te herstellen, het lichaam "in bedrijf te houden en het lichaam te beschermen. Voor de opbouw van het lichaam worden bouwstoffen gebruikt. Bouwstoffen zijn bijvoorbeeld eiwitten, zouten en water. Om ons lichaam in bedrijf te houden hebben we brandstoffen nodig. De brandstoffen die we gebruiken zijn koolhydraten en vetten. Deze brandstoffen leveren de benodigde energie. De bouwstoffen en brandstoffen moeten de nodige vitamines bevatten. Goede voeding (kwaliteit en kwantiteit) is absoluut noodzakelijk voor het juiste verloop van de verschillende processen binnen ons lichaam. Ons ademhalingsstelsel bestaat uit een stel organen die dienen om lucht in het lichaam te voeren. De ingeademde lucht brengt zuurstof naar ons bloed. Zuurstof is nodig in het lichaam bij de verbranding van stoffen, om energie en warmte vrij te maken. Bij deze verbranding ontstaat koolzuurgas. Het ademhalingsstelsel heeft als tweede taak ervoor te zorgen dat dit gas het lichaam verlaat. Via het bloed en de uitgeademde lucht wordt het koolzuurgas afgegeven aan de buitenlucht.

8 Nieren De bouw, ligging en functie van uitscheidingsorganen -nieren (renes) vroeger werd gedacht dat de nieren uitsluitend afvalstoffen uit het lichaam verwijderen via de urine. Later is deze opvatting veranderd. Men is er achter gekomen dat de nieren de hoeveelheid en bovendien de samenstelling van de lichaamsvloeistoffen regelen. De bouw en functie van de nieren worden verderop met u besproken. -de darmen met name de dikke darm scheiden de onverteerbare voedselresten af. Deze verlaten het lichaam via de endeldarm/anus. -de longen scheiden door middel van de uitademing de gasvormige afvalstoffen uit. -de huid is een uitscheidingsorgaan. De zweetklieren scheiden zweet en zouten uit (afvalstoffen). De uitgangen van de zweetklieren, de poriën, scheiden ook koolzuur uit.

9 Hart en bloedvaten. De bouw, ligging en functie van bloed en lymfesysteem Het bloed is een vervoermiddel dat nuttige stoffen naar alle weefsels van ons lichaam leidt en de schadelijke stoffen afvoert. Bloed is de rode vloeistof in onze bloedvaten. Via deze bloedvaten, aders, slagaders en haarvaten, stroomt het bloed door het hele lichaam. Bloed bestaat uit een vloeistof (het bloedplasma) en uit cellen (bloedcellen). De verhouding bloedplasma en bloedcellen is ongeveer gelijk. (Gelijke volume eenheden vloeistof en vaste bestanddelen.) Het bloed De kandidaat kan de samenstelling van het bloed omschrijven Het bloed is een vloeibaar weefsel, bestaande uit verschillende soorten cellen, die in een vloeistof zweven. Deze vloeistof is het bloedplasma. Het hart Het hart (in het Latijn: cor) bestaat uit twee met elkaar verbonden pompen, die opgebouwd zijn uit harstspierweefsel, twee kleppen of klepsystemen en vliezen. Het hart is een holle spier en werkt als een pomp voor de circulatie van het bloed, lymfe en water. Het is de motor van de bloedomloop. Het is ongeveer zo groot als een vuist en ligt vrijwel midden achter het borstbeen. Het hart ligt in een centrale ruimte van de borstkas. Aan weerszijden van het hart liggen de longen. Functie van de bloedsomloop Wanneer we de tekeningen of schema's van de bloedomloop goed bekijken, dan kunnen we het volgende opmerken: de bloedsomloop bestaat uit twee verschillende bloedbanen die de grote en kleine bloedsomloop worden genoemd. De bloedvaten De bouw en de functie van de bloedvaten: -slagaders/arteriën - aders/venen en de haarvaten/capillairen Alle bloedvaten hebben een wand die uit een aantal lagen bestaat. De binnenste laag is bij alle bloedvaten gelijk. Dit is de intima en bestaat uit een laag endotheelcellen. De middelste laag is de media. De opbouw van deze laag verschilt per bloedvat. Er kunnen elastische vezels in zitten en spiervezels. Hoe dichter een bloedvat bij het hart ligt, hoe dikker de middelste laag is. De buitenste laag is de adventitia, deze bestaat uit los bindweefsel. De wand van de aders is dunner, zachter en minder elastisch dan de wand van de slagaders. Bovendien bevat de wand van de aders veel meer collagene vezels. In de aders bevinden zich kleppen. Deze laten een bloedstroom toe in de richting van het hart. De kleppen verhinderen dat bloed naar een lager punt terugstroomt. Bij de haarvaten wordt de vaatwand vrijwel geheel gevormd door de laag endotheelcellen, met een zeer dun elastisch bindweefsellaagje eronder en hier en daar een gladde spiervezel. De haarvaten zijn de eigenlijke weefselbloedvaten. Hun aantal wordt geschat op enige miljarden.

10 Hormonen. De bouw, ligging en functie van het hormoonstelsel Naast het zeer snel werkende zenuwstelsel (hierover straks meer) wordt het organisme bestuurd door stoffen met een zeer specifieke werking. Zij zetten allerlei organen aan tot actie. Deze stoffen zijn de hormonen. Hormonen worden afgescheiden door hormoonvormende cellen en klieren en worden afgescheiden in de bloedbaan (interne secretie). De hormonen verspreiden zich via het bloed door het lichaam en hebben een effect ver weg van de plaats waar ze werden afgegeven. Alle hormoonvormende cellen en klieren worden samen het hormoon- ofwel endocriene stelsel genoemd. Het hormoonstelsel staat in nauw verband met het zenuwstelsel, dat in het volgende hoofdstuk uitvoerig wordt besproken. Hormonen zijn dus stoffen die zorgen voor informatieoverdracht. Ze dragen als het ware boodschappen over aan cellen en beïnvloeden daarmee de stofwisseling en de functies van organen. We onderscheiden 2 soorten hormonen, de algemene werkzame hormonen, die volgens een vast patroon werken, en de hormonen die ontstaan wanneer dat nodig is. Het hormoonstelsel omvat alle klieren en weefsels die hormonen aanmaken.

11 Zenuwstelsel. Het zenuwstelsel vangt informatie op uit het lichaam en uit de buitenwereld. Deze informatie wordt vervolgens door het zenuwstelsel verwerkt. Hierdoor is de mens in staat dingen te zien, te horen, te voelen, te proeven en te ruiken. Als reactie hierop kan het lichaam doelgericht bewegen en weglopen van gevaar. Vaak is men van dit hele proces niet bewust, het verloopt automatisch zonder dat men hoeft na te denken. Het zenuwstelsel regelt daar- naast ook de coördinatie van bewegingen, het bevat het geheugen en regelt psychische processen, zoals het bewustzijn, het nadenken en emotionele stemming. Samen met het hiervoor omschreven hormoonstelsel regelt het zenuwstelsel ook belangrijke lichaamsprocessen zoals de stofwisseling en groei, de samenstelling van de lichaamsvloeistoffen, de rijping van organen, de voortplanting en het gedrag. Het zenuwstelsel is hiermee een uiterst belangrijk orgaanstelsel, dat grote invloed heeft op het functioneren van een mens. De bouw, ligging en functie van het zenuwstelsel Het menselijk organisme wordt bestuurd door 2 zenuwstelsels, het -animale zenuwstelsel, dat onder invloed van de wil staat, dus willekeurige is, en het -vegetatieve zenuwstelsel, dat niet onder invloed van de wil staat dus onwillekeurig is. Het centrale zenuwstelsel behoort tot het willekeurige zenuwstelsel en bestaat uit de hersenen en het ruggenmerg. Het perifere stelsel behoort ook tot het willekeurige zenuwstelsel, is gelegen tussen ruggenmerg en de eindorganen. Tot het perifere stelsel behoren de motorische of bewegingszenuwen en het sensibele of gevoelszenuwen, die prikkels opneemt en opdrachten doorgeeft tot uitvoeren van handelingen of bewegingen. Het vegetatieve stelsel, het onwillekeurige zenuwstelsel, bestaat ook uit 2 delen, het sympathische systeem, dat in principe stimulerend werkt en het parasympatische systeem, dat in principe remmend werkt. Het vegetatieve stelsel regelt de functies waar niet bij nagedacht hoeft te worden, zoals de hartslag, celstofwisseling, darm en orgaanfuncties, etc. Het perifere zenuwstelsel Het perifere zenuwstelsel is het tweede onderdeel dat bij het willekeurige of animale zenuwstelsel behoort (is het deel dat zich buiten het centrale zenuwstelsel bevindt/perifeer betekent aan de buitenkant). Het is het zenuwstelsel waardoor het contact van de mens met de buitenwereld wordt gemaakt. Hierbij onderscheiden we motorische en sensibele zenuwen. Sensibele zenuwen brengen prikkels via de -hersenzenuwen naar de hersenen, die via zintuigen vanuit de buitenwereld komen. In onze hersenen zijn 12 paar hersenzenuwen. Deze bevinden zich aan de onderkant van de hersenen (zij ontspringen in de hersenstam/het verlengde merg, de middenhersenen en de tussenhersenen), die uittreden boven het niveau van het ruggenmerg. Ze verlaten de schedel door kleine openingen en gaan vandaar naar de huid, de spieren en andere organen van hoofd en nek. Hersenzenuwen zijn motorisch, sensorisch of gemengd. Waar de zenuwvezels van voorwortel en achterwortel samenkomen, vormen ze een -ruggenmergzenuw zij treden in en uit via de voorhoorns en de achterhoorns en verlaten het ruggenmerg tussen de wervels. We bezitten 31 paar ruggenmergzenuwen. Het eerste paar treedt uit tussen schedel en atlas, het overige dertig paar tussen twee opeenvolgende wervels. leder paar

12 ruggenmergzenuwen correspondeert met een stukje ruggenmergsegment. De motorische voor- en de sensibele achterwortel, welke respectievelijk afkomstig zijn uit de voorhoorn en achterhoorn van het ruggenmerg. Motorische zenuwen zorgen voor het tot stand komen van bewegingen. De prikkels gaan dan vanuit de hersenzenuwen naar de spieren die dan worden aangezet tot samentrekking of ontspanning. Het vegetatieve of autonome zenuwstelsel Zoals hiervoor omschreven behoort het vegetatieve- of autonome zenuwstelsel tot het onwillekeurige zenuwstelsel. Dit deel verzorgt orgaanfuncties zoals de bloedsomloop, de ademhaling, de spijsvertering, de uitscheiding en de stofwisseling. Het kan worden verdeeld in: - het sympathische zenuwstelsel - het parasympathische zenuwstelsel

13 Spierstelsel De bouw en de functie van het spierstelsel boven de bekkengordel -onwillekeurige spieren deze spieren staan niet onder de invloed van onze wil, zoals o.a. de hartspier en orgaanfuncties. Dit betreft hartspierweefsel en glad spierweefsel. Zij worden bestuurd door het onwillekeurige zenuwstelsel (sympathische en para- sympathische zenuwstelsel). -willekeurige spieren Deze spieren zijn merendeels bevestigd aan het skelet en heten daarom ook wel skeletspieren. Ze zijn aan de wil onderworpen en zorgen voor de beweging. Het betreft in vrijwel alle gevallen dwarsgestreept spierweefsel. Zij worden bestuurd door het willekeurige zenuwstelsel (centraal en perifeer). Pezen Spieren kunnen zorgen voor beweging doordat ze vastzitten aan het skelet (skeletspieren). Sommige spieren zitten rechtstreeks vast aan het skelet, andere via pezen. De pezen bestaan uit stevig bindweefsel. Er zijn enkelpezige en meerpezige spieren. -Een pees kan zelf niet samentrekken, maar kan wel grotere krachten verdragen dan een spier. Een pees is dus een niet rekbaar koord waarmee een spier is verbonden aan het skelet. -peesschede. Deze bindweefselkoker bestaat uit bindweefsel. De binnenzijde bestaat uit een glad slijmvlies (synovia), dat er voor zorgt dat de pees zich gemakkelijk in de koker kan bewegen.

14 Het skelet Het geraamte noemen we meestal het skelet. Het heeft de volgende functies: -vorm, steun en groei. Het skelet geeft vormvastheid aan het lichaam, zonder skelet zou ons lichaam in elkaar zakken. Het geeft steun aan de inwendige structuren. Het geraamte bestaat uit kraakbeenweefsel en botweefsel. Het ontwikkelt zich door middel van groei van kraakbeen tot een volledig verbeend skelet. In sommige botten komt het rode beenmerg voor. Dit zorgt voor de aanmaak van de cellen van het bloed. -bescherming organen. Het skelet beschermt belangrijke organen, zoals de hersenen, het hart, de longen en het ruggenmerg. -aanhechtingsmogelijkheden Het skelet maakt beweging mogelijk, doordat het gewrichten vormt en doordat spieren en banden zich kunnen aanhechten aan de (te bewegen) botten.