Bi1 Industrie op miniformaat. Boekverslag door H woorden 25 februari keer beoordeeld. Biologie samenvatting hst 4 en 5

Transcriptie

1 Boekverslag door H woorden 25 februari keer beoordeeld Vak Methode Biologie Nectar Biologie samenvatting hst 4 en 5 Hoofdstuk 4 Voeding en vertering 2.3 Bi1 Industrie op miniformaat De activiteit van het celmembraan sluit aan bij de dynamiek in het cytoplasma, waar allerlei chemische processen plaatsvinden: klein deel vindt plaats in organellen. Een deel van elke cel houdt zich bezig met vetstofwisseling: vetten en vetzuren worden gemaakt op afgebroken: afhankelijk van de behoefte van de cel. Stoffen uit de vetstofwisseling zijn nodig voor de bouw van membranen, maar kunnen ook als brandstof dienen voor de energievoorziening van de cel. Een ander deel van de cel houdt zich bezig met eiwitstofwisseling: afbreken tot aminozuren: worden omgebouwd en gebruikt voor de productie van nieuwe eiwitten. Overtollige aminozuren afgebroken: ureum ontstaat: in urine Derde chemische proces: koolhydraatstofwisseling: cel maakt van monosachariden (glucose, fructose), disachariden en polysachariden (zetmeel, glycogeen) en andersom als dat nodig is. Soms krijgen deze stoffen een functie als bouwstof (receptoren), groot deel dient als brandstof. Organellen zijn cellen in een cel: daarin zitten speciale enzymen: chemisch proces. Plastiden: organellen die alleen in plantencellen voorkomen. Mitochondriën en lysosomen: zowel in dierlijke als in plantencellen Glycogeenkorrels zijn structuren voor energiereserves in dierlijke cellen; zetmeelkorrels zijn dat voor plantencellen. Stofwisselingsprocessen zorgen voor de productie van bouwstoffen, reservestoffen, hulpstoffen zoals enzymen en hormonen en de noodzakelijke energie. Elk organel heeft een speciale stofwisselingsfunctie. Organel Functie Chloroplast Vorming glucose door fotosynthese Amyloplast Vorming en opslag van zetmeelmoleculen als reservestof Chromoplast Kleurstoffen maken voor bloemen en vruchten mitochondrium Productie van de energierijke stof ATP door verbranding lysosoom Afbraak van stoffen en andere organellen door speciale enzymen Pagina 1 van 14

2 1 Broodje gezond Voeding: 6 voedingsstoffen - water - mineralen = zouten - vitaminen - koolhydraten = suikers (zetmeel) - vetten = lipiden (triglyceriden) - eiwitten = proteïnen + - additieven (hulpstoffen): bv. Kleurstof, smaakstof, emulgator, conserveringsmiddel (herkenbaar aan E-nummer op het etiket) - resten van bestrijdingsmiddelen - ongewilde stoffen: bv. gif van schimmels, milieuverontreinigende stoffen Nieuwe hulpstoffen worden getest met dierproeven om te kijken hoeveel je ervan kunt eten zonder risico s voor je gezondheid: ADI-waarde (aanvaardbare dagelijkse inname) Je voedsel bevat naast bouwstoffen, brandstoffen en beschermende stoffen ook allerlei toevoegingen. Hiervoor zijn ADI-waarden vastgesteld. ADI-bepaling Stap 1: stel bij proefdiersoort de hoogste dosis van stof A vast waarbij net geen schadelijke effecten optreden. Deze dosis is x mg per kg lichaamsgewicht per dag. Stap 2: ADI = x:100 Stap 3: lijst van levensmiddelen van gemiddeld Nederlands gezin bepaalt hoeveel er maximaal van stof A in een bepaald voedingsmiddel mag zitten. Biologische groenten kunnen ook gifstoffen bevatten: vanuit de omgeving: bv. snelwegen, fabrieken. Er zijn ook planten die zelf giftige stoffen maken: soms door koken onschadelijk gemaakt. Bladgroenten kunnen veel nitraat bevatten: bacteriën in verteringskanaal zetten dat om in nitriet: dat kan met aminen uit je voedsel (oa. uit vis) schadelijke nitrosaminen vormen: kunnen afwijkingen veroorzaken in de cellen van de maag, darm en lever en daardoor kunnen tumoren ontstaan. Veel stoffen worden geresorbeerd en komen uiteindelijk bij je cellen terecht: andere stoffen blijven in de darm: waaronder schadelijke stoffen: bv. carcinogeen: kunnen de kans op het ontstaan van bepaalde vormen van kanker verhogen: minder vet, meer voedingsvezels en meer groenten en fruit eten. Vezelrijke voeding zorgt ervoor dat je voedsel snel door je darmen gaat: giftige stoffen krijgen minder lang de kans op de cellen van je darmwand in te werken. Gezonde voeding = gevarieerde voeding. Een gevarieerd voedselpakket is voor ieders gezondheid een eerste vereiste. Veranderde leef- en eetgewoonten en veranderde inzichten veroorzaken voortdurend nieuwe aanpassingen aan het voedsel dat op ons bord komt. 2.4 Bi1 Enzymen: celwerknemers Veel chemische reacties in je lichaam verlopen niet vanzelf: enzymen maken het mogelijk dat chemische Pagina 2 van 14

3 processen in een cel een lagere activeringsenergie nodig hebben. Enzymen zijn eiwitten die tijdelijk energie uitlenen. Elk enzym kan dit bij één type chemische reactie. Om alle chemische processen te laten verlopen, zijn er in elke cel enkele duizenden enzymsoorten aanwezig. Veel enzymen zitten in een membraan van een celorganel of het endoplasmatisch reticulum, andere zweven vrij in het cytoplasma. Veel namen van enzymen eindigen op ase. 3.3 Bi1 De vertaling Je lichaam bevat een grote variatie aan eiwitten met elk een eigen functie: bv. insuline: alvleesklier geeft dat af aan het bloed: zorgt ervoor dat het glucosegehalte van je bloed constant blijft: als cellen in alvleesklier te weinig insuline produceren: suikerziekte. Bij elk proces in je lichaam is een eiwit betrokken. Eiwitmoleculen: zeer groot: bestaan uit ketens van soms wel duizenden aminozuurmoleculen: 20 verschillende aminozuren. Informatie over de bouw van een eiwit ligt in het DNA. DNA: reuzenmolecuul: het bouwplan waarmee de cel eiwitmoleculen kan maken: erfelijk. De basis voor alle menselijke eigenschappen wordt bepaald door eiwitten. Eiwitten zijn opgebouwd uit aminozuren. Er zijn oneindig veel combinaties mogelijk, dus ook oneindig veel verschillende eiwitten. DNA bevat de code voor de aanmaak van die eiwitten. Eiwit Biologische betekenis in het lichaam Amylase, peptase Verteringsenzym Insuline, groeihormoon Hormonen Collageen, elastine Bestanddelen van bindweefsel Hemoglobine Binden van O2 en CO2 in rode bloedcellen Fibrinogeen, trombine Bloedeiwitten, betrokken bij bloedstolling Antistoffen Beschermen tegen lichaamsvreemde stoffen Actine, myosine Zorgen onder andere voor de samentrekking van spiercellen resusfactor Bloedgroep; eiwit in het membraan van de rode bloedcellen 2 Klein, kleiner, kleinst Enzymen zorgen ervoor dat ook bij lage temperaturen in je lichaam chemische reacties toch snel verlopen: dat doen ze door zich te binden aan het substraat: de om te zetten stof: daardoor kleine wijzigingen in substraat moleculen, waardoor ze makkelijker reageren. Gebruiksaanwijzing enzymen: - enzymvorm niet wijzigen: dan past het substraat er niet meer in en gaat de enzymwerking verloren - enzymen niet verhitten: vorm verandert en werking verloren: vanaf 45 a 50 ºC: denatureren - voorzichtig met zuren en basen: bij lage ph nemen ze H+-ionen op, bij hoge ph staan ze ze af: lading verandert: opvouwing eiwitketen verandert: gevolgen voor vorm en werking: elk enzym heeft één ph waarbij het het beste werkt: optimum-ph. Enzymen zijn eiwitten die bepaalde reacties kunnen versnellen. Ze zijn voor hun activiteit afhankelijk van de ph en temperatuur. Pagina 3 van 14

4 Drie paar grote speekselklieren komen uit in de mondholte: 1,5 l speeksel per dag. Speeksel is een mengsel van water, slijm (mucine) en amylase: breekt het zetmeel af tot kleinere brokstukken. Zetmeel is een polysacharide: werking van amylyse: disachariden, kleinere polysachariden en glucose. Je maagwand is bekleed met slijmvlies waar cellen in zitten die zoutzuur afscheiden (ph=1,5). Slijmvliescellen maken peptase: splitst lange aminozuurketens in kleinere ketens. Je lichaam scheidt pepsinogeen af: een inactieve vorm van het enzym peptase. In je twaalfvingerige darm produceert je alvleesklier natriumbicarbonaat: neutraliseert het maagzuur. De vetten worden geëmulgeerd met gal uit de galblaas: gemaakt door de lever: bestaat uit afbraakproducten van hemoglobine (uit afgestorven rode bloedcellen) en afbraakproducten van cholesterol. Lipase uit het alvleessap breekt vet af tot losse vetzuren en monoglyceriden. Andere enzymen uit de alvleesklier zetten de koolhydraat- en eiwitvertering voor. In de dunnen darm woltooien enzymen uit het darmslijmvlies de vertering: korte suikerketens worden gesplitst tot enkelvoudige suikers en korte aminozuurketens worden gesplitst in losse aminozuren. In de dikke darm zetten mbv commensalen bacteriën een klein deel van de cellulose uit plantencelwanden om. Ook voegen colibacteriën vitamine K toe: speelt een rol bij de bloedstolling. Hoofdfunctie dikke darm: water en zouten opnemen. Resten gaan door naar endeldarm als feces of uitwerpselen: bevat ook afgestorven darmwandcellen, dode en levende bacteriën en ijzer uit de gal. Koolhydraatvertering start in de mond, eiwitvertering in de maag en vetvertering in de twaalfvingerige darm. Organen, klieren en kliercellen leveren alle benodigde hulpstoffen: enzymen, zuren, basen, water, slijm en gal. Vertering door bacteriën vindt plaats in de dikke darm. Klier/orgaan Enzymen Andere producten Speekselklier Amylase Slijm, NaHCO3 Maag Peptase (pepsinogeen) Slijm, HCl, Lever - Gal Alvleesklier Amylase, lipase, tryptase (trypsinogeen), (poly)peptidasen NaHCO3 Dunne darm di- en trisacharasen, di- en tripeptidasen slijm 2.2 Bi1 Aan de grens Planten en bacteriën hebben om hun celmembraan een celwand: bestaat uit koolhydraten (cellulose) en geeft stevigheid. Celwanden vormen wegennet tussen cellen door (lekke wanden). Celmembraan is een dun laagje aan de buitenkant van de cel: bestaat uit vetmoleculen: fosfolipiden: beweeglijkheid is groot: actief organel: het transport, de beweging en de waarneming van een cel. Doorlaten van stoffen: diffusie of actief transport. Diffusie berust op de eigenschap dat moleculen zich bewegen: de stof verplaatst zich in de richting waar de concentratie het laagst is. In de fosfolipidenlaag bevinden zich eiwitten die werken als transportenzym: helpen geladen deeltjes door het membraan heen. Impulsgeleiding door zenuwcellen gebeurt door veranderingen in de membraanpotentiaal. De celwanden tussen plantencellen geven stevigheid en transportmogelijkheid. Water, zuurstof en Pagina 4 van 14

5 koolstofdioxide passeren de fosfolipidenlaag van het celmembraan door diffusie. Andere stoffen passeren het celmembraan door de werking van transportenzymen: actief transport. Membraanoppervlak kan bewegen: verplaatsen van witte bloedcellen en sommige eencelligen: een speciale beweging is de opname van grote moleculen en voedseldeeltjes: endocytose: cel trekt een stukje membraan naar binnen membraanbolletje met binnenin de stof. Het kan ook omgekeerd: exocytose. Sommige eiwitten op het membraan hebben receptoren signalen ontvangen uit de omgeving. Receptoren bezitten specifieke structuur het kan maar één bepaald stof binden. Wanneer stoffen aan receptoren op het membraanoppervlak hechten, heeft dit een specifieke reactie van de cel tot gevolg. Receptoren maken celcommunicatie mogelijk Bi1 Cellen in bad Lichaam: 60% water: ruim de helft in cellen: rest in bloedvatenstelsel (snelste transport), lymfevatenstelsel en intercellulaire ruimten. Weefselvloeistof is onderdeel van je interne milieu: eigenschappen en samenstelling ervan vormen de directe omgeving van je cellen. Het interne milieu van je lichaam wordt gevormd door de weefselvloeistof, de lymfe, het bloed en de celinhoud. Weefselvloeistof wordt rechtstreeks of via het lymfevatenstelsel, weer opgenomen in de bloedsomloop. Zweet: water met opgeloste zouten: interne milieu verandert door verlies aan water en zouten: nieren regelen concentratie zouten in het bloedplasma en dus ook van de weefselvloeistof: compensatie verlies door minder urine te produceren en minder zouten uit te scheiden. Tijdens zweten: afvalstoffen produceren: ph, weefselvloeistof en bloedplasma daalt: nieren remmen dit af door afvalstoffen uit te scheiden. Slechte verzorging: inspanningskoorts, uitdroging, zoutgebrek, ophoping afvalstoffen: daardoor werken de lichaamscellen slechter: eerst reageren de spier- en zenuwcellen. De nieren, longen, lever en maagdarmkanaal bewaken je interne milieu. Longen neemt zuurstof op en verwijderd koolstofdioxide met water en warmte. Lever is het centraal magazijn van je lichaam: voorraad van bloedsuiker (glucose), vitaminen, aminozuren (eiwitbouwstenen) en zouten. Lever recycelt afvalstoffen en haalt gifstoffen uit het bloed. In het darmkanaal wordt vast en vloeibaar voedsel bewerkt tot een voor bloed geschikte vorm: ongeschikte stoffen uitscheiden. Normen en werkingseenheden van regelkringen over je interne milieu liggen in de hypothalamus. Via het interne milieu staan al je organen en cellen met elkaar in contact: via hormonen kunnen cellen berichten ontvangen en afgeven: dat bericht kan alleen begrepen worden door cellen met een celmembraanreceptor waarop dat hormoon past. Vanuit de hypothalamus is direct of indirect toezicht op de activiteiten van je organen die je interne milieu bewaken. De concentratie zouten en ph van het interne milieu zijn van levensbelang voor je cellen. Veel normen voor de kwaliteit van het interne milieu liggen vast in de hypothalamus. Pagina 5 van 14

6 3 Binnenlaten De bouw van je darmwand: slijmvlies met kliercellen, meer naar binnen kring- en lengtespieren, ertussen en eromheen bindweefsel. Dunne darm is sterk geplooid. Als voedingsstoffen de cellen van de darmvlokken van je darmwand passeren zijn zij in het inwendige milieu. Als je voedsel doorslikt: peristaltische golf door je slokdarm: voor het voedsel ontspannen de kringspieren, erachter trekken ze samen: die bewegingen zetten zich voort in de hele darm. Zenuwcellen in de darmwand geven impulsen door aan je kliercellen in maag- en darmwand zodat de sapafscheiding toeneemt. In het darmkanaal zitten kleppen en kringspieren die de doorgang van de spijsbrij tijdelijk kunnen blokkeren: bv. maagportier (dicht als het milieu in de twaalfvingerige darm zuur wordt). Deze portierreflex is een van de regelsystemen die zorgen dat de voedselbrij je maag met kleine beetjes tegelijk verlaat. De darmand bestaat uit slijmvlies, bindweefsel en een dubbele spierlaag. De dunne darm heeft een groot oppervlak door plooien, darmvlokken en microvilli. De peristaltiek kneedt en beweegt de voedselbrij. Als je voeding je dunne darm bereikt is het veranderd door toevoeging van enzymen, ionen en water. Dunne darm zorgt voor resorptie: water en door vertering kleine voedselmoleculen passeren de darmwand: komen in bloed of lymfe (inwendig milieu): ze gaan door darmand en bloedvatwand. Aminozuren, suikers en ionen worden door actief transport opnemen: membranen van dekweefselcellen bevatten kleine poortjes met transportenzymen die helpen bij passeren: eenmaal in bloedbaan gaan stoffen via lever naar cellen. Door actief transport van ionen van darm naar bloedbaan ontstaat er een verschil in osmotische waarde gevolg: 90% van het water uit de dunne darm gaat naar het bloed. Voor actief transport is ATP nodig, osmose kost geen energie. Glycerol en vetzuren passeren passief het membraan van een dekweefselcel: in het endoplasmatisch reticulum worden ze samengevoegd tot nieuwe vetten en omhuld door membraan: verlaten de darmwandcel door exocytose: komen in lymfevat door openingen tussen dekweefselcellen van lymfevatwand: lymfevaatjes van de darmvlokken verenigen zich tot een groot lymfevat, de borstbuis: lymfe komt in de bloedbaan: de borstbuis mondt uit in de linker ondersleutelbeenader. Je speeksel en maagzuur doden bacteriën en virussen, maar soms dringt zo n bacterie verder door: daardoor kunnen bepaalde stoffen via je darmwand in je inwendige milieu terechtkomen. Het afweersysteem in je lichaam reageert op antigenen: gespecialiseerde lymfocyten worden geactiveerd en komen in actie bij een volgende infectie van dezelfde antigenen. De bacteriën van je darmflora worden door je immuunsysteem met rust gelaten. Voor de resorptie van water en voedingsstoffen bezit de dunne darm een groot oppervlak. Vetten komen via de lymfe in de bloedbaan terecht, de andere voedingsstoffen gaan rechtstreeks naar het bloed. Ziekteverwekkers overleven speeksel en maagsap meestal niet. 4 Zonder water gaat het niet Je voedsel bestaat vooral uit polymeren (bv. eiwitten, zetmeel, glycogeen) : lange ketenvormige moleculen: water nodig om die te splitsen. Alle verteringsreacties berusten op hydrolyse: splitsen met Pagina 6 van 14

7 water. Polycondensatie = tegenovergestelde: vorming van polymeren uit losse eenheden waarbij water vrijkomt. Eiwitten: polymeren van aminozuren: de zuurgroep (-COOH) verbonden met aminogroep (-NH2) via peptidebinding: dipeptide, tripeptide of polypeptide. Eiwitten: één of meer polypeptiden van honderden aminozuren lang. Twee enzymen die eiwitten splitsen: endo- en exopeptidasen: verbreken peptidebindingen door hydrolyse. Endopeptidasen knippen eiwitten ergens in het midden door. Exopeptidasen knippen aan het uiteinde een aminozuur los. Polymeren worden verteerd door hydrolyse en gevormd door polycondensatie. Bij vertering van eiwitten tot aminozuren worden de petidebindingen verbroken. Koolhydraten zijn een snel beschikbare energiebron (vooral polysachariden). Vetten zijn als energiebron geschikt om op te slaan. Gebonden vetzuren hebben een zuurgroep (-COOH) met verschil in de staart. Onverzadigde vetzuren hebben dubbele bindingen: vloeibaar (olie). Bij vetvertering worden de vetzuren verwijderd door hydrolyse van de esterbinding. Vetvertering berust op hydrolyse van de esterbindingen tussen glycerol en vetzuren. Emulgatie van vetten gaat daaraan vooraf. Koolhydraten worden verteerd door stapsgewijs de bindingen tussen de suikereenheden met specifieke enzymen te verbreken. Stoffen die verteerd moeten worden: koolhydraten, vetten, eiwitten. Verteren = hydrolyse. Koolhydraten - monosachariden: bv glucose, fructose : hoeven niet verteerd te worden - disachariden: bv sacharose, maltose : vertering in de dunne darm - polysachariden: bv. Zetmeel, cellulose : vertering van zetmeel in 2 stappen: zetmeel : maltose : glucose speeksel dunne darm alvleessap Vetten 3-voudige ester van glycerol + 3 vetzuren : drietand verzadigd of onverzadigd Vertering met behulp van alvleessap + gal Geen enzym (dus geen chemische afbraak) maar verdeling in kleine druppels Eiwitten Ketens van aminozuren Aminozuur + aminozuur : peptide + H2O Dipeptide + aminozuur : tripeptide + H2O Enz : polypeptide = eiwit Eiwitvertering begint in de maag Pagina 7 van 14

8 Eiwit : polysacheriden : di-tripeptiden Maagsap + alvleessap Alvleessap di-tripeptiden : aminozuur dunne darmsap Enzymen zijn eiwitten : katalysator: wordt niet verbruikt, wel verteerd 5 Cellen hebben altijd honger Glucosegehalte daalt : glucagon geeft lever opdracht om wat glycogeenvoorraad om te zetten in glucose en af te geven aan je bloed. Na resorptie van vertering is het gehalte aan voedingsstoffen in het bloed tijdelijk verhoogd : voor cellen is extra glucose, aminozuren, nucleotiden, vetzuren en glycerol beschikbaar : cellen hebben continue aanvoer van voedingsstoffen. Je spieren en lever bevat glycogeenrantsoen : daarmee kunnen je cellen bijna een dag vooruit : als dat op is begin je aan je vetrantsoen : je cellen kunnen enkele weken voeden zonder zelf te eten. Alle cellen hebben bouw- en brandstoffen nodig. Als de voeding onvoldoende stoffen aanvoert, zorgen glycogeen en vetvoorraden voor een tijdelijke aanvulling. Cellen zijn afhankelijk van verteerd voedsel : bloed voert voedingsstoffen aan. Er zijn ook cellen die zelf eten en verteren : schilklier en nieren : voedsel nemen ze tot zich door endocytose. De cel bevat lysosomen: membraanblaasjes met verteringsenzymen. Wanneer een voedselvacuole en een lysosoom versmelten begint de vertering : blaasje geeft verteringsproducten af aan het grondplasma en brengt de onverteerde resten met exocytose buiten de cel. Cellen kunnen ook onderdelen van zichzelf opeten : endoplasmatisch reticulum vormt een membraan rond oude of beschadigde organellen : die versmelten met een lysosoom : verteringsproducten kunnen weer worden gebruikt om nieuwe celonderdelen op te bouwen : autofagie. Als de concentratie insuline hoog is : neemt autofagie af, glucagon hoog : autofagie toe, aminozuren rond levercellen hoog : autofagie af, aminozuren rond levercellen laag : autofagie toe Wanneer je lichaam overschakelt op vetverbranding hebben hersencellen en bloedcellen een probleem: kunnen alleen glucose verbranden : lever lost dit op door uit eiwit glucose te maken : wel een grote verspilling. Als eerste eet worden je actieve eiwitten als enzymen afgebroken. Als laatste (bij erge verhongering) worden je spieren opgegeten : de eiwitten die de spier doen samentrekken en de enzymen die in de spier glucose afbreken : vermindering activiteit Hersen- en rode bloedcellen hebben een constante glucose-aanvoer nodig. Bij onvoldoende aanvoer van voedingsstoffen, gaan cellen over tot afbraak van de stoffen waaruit ze zelf zij opgebouwd, als laatste de eiwitten. Overzicht zetmeel eiwitten vetten Voedsel Pagina 8 van 14

9 amylase maltose maltase glucose Peptase + tryptase Polypeptiden Polypeptidasen Di- + tripeptiden di- + tripeptidasen aminozuren Lipase Vetzuren + diglyceriden Lipase Monoglyceriden + glycerol + vetzuren Darmkanaal Resorptie + transport via bloed Resorptie + transport via bloed Resorptie + transport via lymfe Bloed en lymfe Verbranding Vorming glycogeen Vorming vetten Eiwitsynthese Afbraak tot ureum + glucose Verbranding Vorming glucose Vorming vetten Cellen Hoofdstuk 5 Homeostase: longen, lever en nieren Homeo = constant / gelijkblijvend Homeostase = dynamisch evenwicht Pagina 9 van 14

10 Longen: O2/CO2 Bloedsamenstelling lever: celleb, eiwit, glucose, vetstofwisseling Nieren: water, afvalstoffen 1 Lucht is gratis Ademen : ventilatie in je longen. Kikkerdril ademt niet : door diffusie komt er toch genoeg zuurstof in de eitjes : vrije beweging van zuurstofmoleculen. Cellen in het midden krijgen wat er aan zuurstof uit de omringende cellen overblijft. Als je inademt vul je je longblaasjes met lucht. Tussen lucht in de longblaasjes en het bloed zitten twee cellagen: wand van het longblaasje en wand van het haarvat. Ingeademde zuurstof lost op in het vocht dat zich in het longblaasje bevindt. De zuurstofspanning is dan ruim 2 keer zo hoog in het longvocht als in het bloedplasma in het haarvat. De diffusierichting van zuurstof is dus naar het bloed toe. Koolstofdioxide gaat in omgekeerde richting. Zuurstofopname en koolstofdioxideafgifte door het bloed vinden plaats door diffusie. De bouw en werking van de longen maken een snelle diffusie mogelijk. De wet van Fick: D = c x (O x ΔC) / l. D = diffusiesnelheid: aantal moleculen dat per tijdseenheid diffundeert. c = diffusiecoëfficiënt: afhankelijk van de temperatuur en viscositeit diffusiemedium. O = diffusieoppervlak. ΔC = het concentratieverschil (C1-C2). L = diffusieafstand (tussen C1 en C2). C2 blijft laag doordat zuurstofrijk bloed wegstroomt. Per minuut stroomt 5 tot 15 liter bloed langs de longen. Door diffusie en afvoer van zuurstof daalt de zuurstofspanning in de longblaasjes diffusiesnelheid neemt af. Omdat CO2-gehalte in longblaasjes toeneemt, neemt ook de diffusiesnelheid van CO2 af. Het hoge CO2 gehalte in je bloed is voor je ademcentrum in de hersenen een signaal de lucht in je longen te verversen. Door ventilatie stroomt 0,5 tot 3 liter verse lucht je longen in. In de wet van Fick betekent dit dat ademhalen ervoor zorgt dat de factor C1 hoog blijft. Impulsen voor de ademhaling komen van ademcentra in de hersenstam : via ruggenmerg en zenuwbanen vanuit je hals en borstwervels activeren impulsen je in- en uitademingspieren. Een groot aantal receptoren verzamelt informatie en speelt die door: rekreceptoren (longen, spieren, pezen); drukreceptoren (rechterhartkamer); chemoreceptoren (voor O2, CO2 en ph in je aortaboog en halsslagader); thermoreceptoren (in hypothalamus en huid) : beïnvloeden ademhaling. Dankzij bloedstroming en ventilatie is gaswisseling in de longen een continu proces. Ademcentra in de hersenen regelen de adembewegingen. De hersenschors, adrenaline en informatie uit verschillende receptoren beïnvloeden het adempatroon. Eerst zet je borstkas uit, de druk wordt kleiner, dan komt de lucht erin! 2 Benauwend Tussen long- en borstvlies zit een dunne laag vloeistof : smeermiddel en zorgt dat de lagen blijven plakken wanneer ademhalingsspieren het longvolume vergroten. Het longvlies trekt dan aan het borstvlies : tussen Pagina 10 van 14

11 de vliezen heerst daardoor een druk die kleiner is dan de druk van de buitenlucht. Emfyseem = dat er longblaasjes zijn verdwenen. Astma = benauwt doordat de luchtpijptakjes vernauwen Allergie = als stof en stuifmeel je neusslijmvliezen erg irriteren. Voordelen ademen via je neus : waarschuwen voor gevaarlijke gassen of bedorven eten via je zintuigcellen; stof en ziektekiemen opvangen door je neusharen en neusvocht; de lucht warm en vochtig maken (voorkomt beschadiging longblaasjes). Roken stimuleert de slijmcellen in je bronchiën en bronchiolen. Trilhaarcellen werken het vervuilde slijm door het roken continu omhoog naar je keelholte en ongemerkt slik je vuil in. 3 Bloedlink, die lever Je lever is het slachtoffer van veel alcohol drinken : is giftig : je lever breekt die gifstof af. Je lever zorgt voor omzetting van ethanol naar ethanal naar azijnzuur. In de citroencyclus wordt dat gedissimileerd tot CO2 en water. Uit azijnzuur kan echter ook glucose en vet worden opgebouwd. Bij overmaat alcohol : hoopt vet zich op. Leverweefsel sterft af, daar komt bindweefsel voor in de plaats: levercirrose. Lever kan ook schade oplopen door virussen of ophoping van toxische stoffen (chemicaliën of bepaalde geneesmiddelen). Hulp: levertransplantatie : duur en schaarste aan donorlevers. Kunstlever bevat gekweekte levercellen en neemt leverfuncties over : wordt buiten het lichaam aan de circulatie aangesloten : kan iemand dagenlang in leven houden. Lever is chemisch producent en groothandel voor de stofwisseling in je lichaam. De lever neemt vetten, aminozuren, suikers, melkzuur, hormonen, medicijnen en gifstoffen op uit het bloed. Levercellen breken stoffen af of bouwen ze om, slaan ze op en geven ze weer aan het bloed af. Als je voeding voornamelijk uit eiwit, vet en anorganische stoffen bestaat moet er glucose gemaakt worden door de anorganische stoffen in je lever af te breken en om te zetten. Enzymen splitsen de eiwitmoleculen in aminozuren en koppelen de stikstofgroep af: deaminering. De stikstof gaat in de vorm van ureum naar het bloed. De rest van de aminozuur kan worden opgeslagen in de vorm van vet (lipogenese) of worden omgezet in glucose: gluconeogenese. Enzymen splitsen de vetten in glycerik en vetzuren. Via omzettingen levert dat andere vetten of op glucose. Maar dissimilatie tot CO2 en H2O voor energieproduct kan ook. Veganist neemt vooral koolhydraten op. Via lipogenese kan zijn lever daar de nodige vetten uit maken. Menselijke eiwitten maakt hij uit plantaardige eiwitten. Zijn levercellen bouwen daarbij een deel van de aminozuren om tot andere aminozuren: transaminering. Levercellen bouwen stoffen om en slaan stoffen op. Chemische processen daarbij zijn: deaminering, transaminering, lipogenese en gluconeogenes. 4 Productief slopen Levercellen scheiden natrium, cholesterol en afbraakproducten via galkanaaltjes actief in de galgangen. Door osmose volgt water. In totaal produceren levercellen 0,5 tot 1 liter gal per dag. In de galblaas verandert de samenstelling door afbraakprocessen en resorptie. Cholesterolkristallen kunnen daarbij Pagina 11 van 14

12 uitgroeien tot galstenen. Een deel van de galzuren die in de twaalfvingerige darm terechtkomen, komt via de poortader weer in de lever terug. Galzuren spelen een belangrijke rol bij de vetvertering, maar onder bepaalde omstandigheden beschadigen ze de darmcellen, wat kan leiden tot ongeremde celdeling (tumor). Galkleurstof ontstaat uit hemoglobine bij de afbraak van rode bloedcellen : bilirubine. De galkleurstof veroorzaakt de bruine kleur in je ontlasting. Levercellen scheiden gal uit. Belangrijke bestanddelen zijn galzouten, bilirubine en cholesterol. Indikking van de vloeistof in de galblaas kan tot galstenen leiden. Een lever is het grootste inwendige orgaan van je lichaam. Het kan als bloeddepot werken. Levercellen ontdoen het bloed van restanten van afgestorven bloedcellen en gedode bacteriën. Het ijzer uit hemoglobine slaan de cellen op in de stof ferritine. Bij ijzertekort laten de levercellen dit weer in het bloed los. Uit de aanwezige aminozuren produceren levercellen stollingsfactoren voor de bloedstolling, zoals protrombine en fibrinogeen. Productie van deze stoffen kan alleen in aanwezigheid van vitamine K : in groenten en bacteriën maken deze stof in de dikke darm. De lever is een belangrijk bloeddepot. Levercellen breken rode bloedcellen af en slaan ijzer op. De lever produceert stollingsfactoren als protrombine en fibrinogeen. De lever: een dynamisch bedrijf 1. opslag vitamine D, A, B. 2. afbraak alcohol en ander gif. 3. vetstofwisseling 4. eiwit/aminozuurstofwisseling R 20 verschillende H O N C C = aminozuur H OH H Ongeveer de helft is essentieel, de andere helft kan door de lever worden gemaakt: transaminering : de R wordt veranderd. Overblijvende aminozuren worden afgebroken: desaminering: - NH2 eraf ureum (in urine) - R eraf azijnzuur over (verbranding) CO2 + 2NH3 H C = O + H2O ureum H 5. melkzuur : glucose 6. koolhydraatstofwisseling insuline glucose glycogeen Pagina 12 van 14

13 (transport / (opslag) verbranding) glucagon 7.galproductie gal: geen enzym. Bestaat uit: - water - slijm - galzurezouten : emulgeren vet - galkleurstof (bilirubine). Galafgifte aan darm : poep is bruin en urine is geel. (behalve bij verstopte galwegen) 8.Bloedcelafbraak heem : bibirubine Hb rode bloedcellen eiwit Fe : opslag voor aanlevering in beenmerg 9.Bloeddepot 10.aanmaak bloedeiwit voor stolling en afvoer 5 Mens, schei toch uit ADH (antidiuretisch hormoon) zorgt ervoor dat de nieren minder urine produceren. Een nier bestaat uit meer dan een milvjoen eenheden: nefronen. Elk nefron filtert bloedplasma en concentreert afvalstoffen. Nefronen monden uit in verzamelbuisjes, die uitmonden in het nierbekken. Het nierbekken staat via de urineleider in open verbinding met de blaas. Het filteren in een nefron gaat in twee stappen. In de gflomerulus perst het bloedplasma zich door een filter. Eiwitten en grotere bestanddelen (rode bloedcellen) blijven in het bloedvat achter. De gevormde voorurine bevat veel stoffen die onmisbaar zijn voor je lichaam. In de nierbuisjes, lus van Henle en het verzamelbuisje gaan die stoffen terug naar het bloed (resorptie). Nieren filtreren en concentreren afvalstoffen. Urine gaat via urineleiders naar de blaas. Het legen van de blaas gaat via de urinebuis. In elk nefron zit een apparaat waarmee opgeloste bestanddelen door een filter wordt geperst kapsel van Bowman. Het hart levert de perskracht extra hoog, want het afvoerende slagadertje is kleiner dan het aanvoerende. Het filter bestaat uit kluwen haarvaten waarvan de wanden een speciale doorlaatbare structuur hebben, de glomerulus. Per minuut komt er zo n 125 ml voorurine uit de kapsel van Bowman. Wanneer de definitieve urine het nierbekken bereikt is dit volume afgenomen tot 1 ml. Ook de samenstelling is veranderd: in beide nierbuisjes gaan stoffen naar het bloed terug, of ze gaan van het bloed alsnog naar de voorurine. Hierbij spelen elektronische ladingen een rol. Samen met de CO2-uitscheiding door je longen houden de nieren de zuurgraad van je bloed en weefselvocht op ph = 7,4. Het grootste deel van de actieve resorptie vindt plaats in het eerste deel gekronkelde nierbuisje. In het tweede gekronkelde nierbuisje gebeurt onder invloed van het hormoon aldosteron uit de bijnierschors. Pagina 13 van 14

14 Door het resorberen van stoffen ontstaat osmotisch verschil tussen bloed en voorurine. Water uit de voorurine volgt de opgenomen stoffen, waardoor het volume sterk afneemt. Het afregelen van het watergedeelte van het bloed gebeurt aan het einde van het tweede nierbuisje en in het verzamelbuisje onder invloed van ADH. Wanneer een osmotische waarde van het bloed hoog is, maakt ADH terugresorptie van water op die plaatsen ook mogelijk. In het eerste deel van een nefron, het kapsel van Bowman, vindt filtratie plaats. Resorptie gebeurt in de nierbuisjes, lus van Henle en het verzamelbuisje. ADH en aldesteron hebben invloed op de resorptie. Overzicht Longen: Spieren voor rustig inademen: buitenste tussenribspieren. Spieren voor diep inademen: buitenste tussenribspieren en middenrifspieren. Spieren voor rustig uitademen: binnenste tussenribspieren. Spieren voor diep uitademen: binnenste tussenribspieren en buikspieren. Normaal ademvolume is circa 0,5 liter. Dode ruimte is circa 0,15 liter. Vitale capaciteit betekent: de maximale hoeveelheid lucht die kan worden uitgeademd na een diepe inademing. Sensoren voor de regulatie van de ademhaling reageren op: CO2 concentratie en O2 concentratie. Deze sensoren bevinden zich in bloedvatwand en hersenen. Diffusiesnelheid is afhankelijk van: afstand, oppervlak, concentratieverschil. Door vervuilde lucht kan het aantal longblaasjes afnemen: longemfyseem. Lever: Opslag van: glycogeen. Afbraak van: bloedcellen, eiwitten, toxinen. Omzetting van: aminozuren. Uitscheiding van: onder andere ureum. Nieren: Filtratie in: het kapsel van Bowman Resorptie in: e lus van Henle Transportkrachten: actief transport, osmose. Regulatiehormonen: ADH Homeostase is: het handhaven van een stabiel intern milieu. Bijdrage van de longen: regelen po2 en pco2. Bijdrage van de lever: regelen concentratie voedingsstoffen en concentratie afvalstoffen. Bijdrage van de nieren: regelen concentratie afvalstoffen en concentratie water. Pagina 14 van 14