Cellen en weefsels. Bouw en functie van het lichaam hangen sterk met elkaar samen. Daarom staan ze bij elkaar in elke hoofdstuk van dit boek.

Transcriptie

1 Cellen en weefsels 1 Voor een goed begrip van dit eerste hoofdstuk van het boek Anatomie en fysiologie wordt eerst een aantal belangrijke woorden uitgelegd: anatomie is de wetenschap die zich bezighoudt met de bouw van het menselijk lichaam. Waar liggen de organen? Hoe liggen ze ten opzichte van elkaar? Welke bloedvaten zorgen voor bloedtransport enzovoort. fysiologie is de wetenschap die zich bezighoudt met de functie van het menselijk lichaam en de functies van de verschillende onderdelen; stofwisseling (metabolisme) is het totaal aan bewerkingsprocessen die plaats vinden in cellen en het lichaam Bouw en functie van het lichaam hangen sterk met elkaar samen. Daarom staan ze bij elkaar in elke hoofdstuk van dit boek. Dit hoofdstuk beschrijft eerst de kenmerken van het menselijk lichaam. Vervolgens de bouw en functie van cellen, de celstofwisseling, de scheikundige processen die dit regelen en de celdeling die groei en dus het leven mogelijk maakt. Er wordt kort aandacht besteed aan erfelijkheid, de overdracht van eigenschappen via de genen. Een weefsel is een groep cellen die naar bouw en functie bij elkaar horen met de bijbehorende tussenstof. Vier groepen worden besproken: dekweefsel steunweefsel (waaronder bindweefsel, kraakbeen, beenweefsel) spierweefsel zenuwweefsel Tot slot komt de veroudering van cellen en weefsels aan bod. In de praktijk geeft uitleg over diverse verschijnselen bij veranderingen in cellen en weefsels zoals uitdroging door vochttekort in de weefsels, verzuring, kanker door ongeremde celdeling, het syndroom van Down en poreuze botten.

2 1 Cellen en weefsels Kenmerken van het leven Alles wat leeft heeft de volgende kenmerken: Stofwisseling (metabolisme). Het geheel van chemische processen die plaatsvinden in de cellen en het organisme. Voorbeelden van deze chemische processen zijn: het vrijmaken van energie uit de opgenomen stoffen, het gebruik van de energie (verbranding), het gebruik van bouwstoffen en de verwerking en uitscheiding van afvalstoffen. Het metabolisme kan onderverdeeld worden in twee afzonderlijke processen: weefselafbraak (katabolisme) en weefselopbouw (anabolisme). Onder katabolisme wordt verstaan het uiteenvallen van grote moleculen in kleinere moleculen, bijvoorbeeld bij de spijsvertering in het maag-darmkanaal en tijdens de verbrandingsprocessen in de cellen. Anabolisme is het totaal van alle opbouwreacties, zoals bij de vorming van eiwitten uit aminozuren voor de opbouw van de cellen. Groei. Er treedt een volumevergroting van het lichaam op in lengte en gewicht. Voedsel en zuurstof zijn de bouwstenen voor groei. Voortplanting. Dit is het ontstaan van nieuw leven, noodzakelijk voor het voortbestaan van de soort. Aanpassing. Dit is het vermogen om zich aan te passen aan veranderde levensomstandigheden, bijvoorbeeld de toename van het aantal rode bloedcellen (erytrocyten) bij een verblijf in een omgeving met een relatief lage zuurstofspanning (zoals in een hooggebergte). Prikkelopvang en prikkelverwerking. Dit is het vermogen om te reageren op prikkels vanuit de buitenwereld of vanuit het lichaam zelf en deze door het gehele lichaam door te geven en te verwerken. Beweging. Door spierwerking kunnen het lichaam en de lichaamsonderdelen veranderen van vorm en plaats. 1.2 De opbouw van het menselijk lichaam Cel, weefsel, orgaan, orgaanstelsel, organisme: dat is de opbouw van het menselijk lichaam van de kleinste eenheid tot de grootste. De cel, de kleinste eenheid, is de fundamentele bouwsteen van het menselijk lichaam. Een weefsel is een groep cellen die naar bouw en functie bij elkaar horen met de bijbehorende tussenstof, zoals spierweefsel en zenuwweefsel. Een orgaan is opgebouwd uit verschillende, samenwerkende verschil-

3 6 Anatomie en fysiologie lende weefsels met een bepaalde functie. Het orgaan hart zorgt bijvoorbeeld voor de circulatie van het bloed. Een orgaanstelsel bestaat uit een groep samenwerkende organen dat samen een bepaalde functie heeft. Het ademhalingsstelsel bijvoorbeeld wordt gevormd door neus-, mond- en keelholte, het strottenhoofd, de luchtpijp, de bronchiën en longen. Een organisme ten slotte is de grootste eenheid van het menselijk lichaam en bestaat uit het geheel van samenwerkende orgaanstelsels. 1.3 Samenwerking Voor een goede afstemming in het lichaam werken een aantal orgaanstelsels en processen intensief samen het zenuwstelsel en het hormoonstelsel Deze twee stelsels zorgen voor een optimale samenwerking tussen de organen en de orgaanstelsels. Deze stelsels regelen ook het doeltreffend en snel reageren op veranderingen in de buitenwereld. Het zenuwstelsel kan signalen razendsnel door het gehele lichaam sturen waardoor de werking van de organen (bijvoorbeeld van het hart) plotseling versnelt of vertraagt. Hormonen hebben een stimulerende werking op bepaalde organen homeostase Homeostase (dit betekent letterlijk: gelijk blijven) is het streven van het lichaam naar het constant houden van het inwendige milieu van het lichaam. De omgeving verandert voortdurend: de omgevingstemperatuur verandert, er kan sprake zijn van inspanning, maar ook bloedverlies is zo n verandering. Om homeostase te bewerkstelligen, zijn allerlei regelmechanismen nodig die proberen de veranderingen van het inwendige milieu(weefselvocht, bloedplasma) min of meer stabiel te houden. Het zenuwstelsel en het hormoonstelsel spelen hierbij een belangrijke rol, maar alle orgaanstelsels zoals ademhaling en het spijsverteringsstelsel helpen mee. Twee voorbeelden: Een sporter produceert meer koolzuurgas (= koolstofdioxide, CO 2 ) door de toegenomen verbranding. Vrijwel onmiddellijk neemt dan de stroomsnelheid van het bloed toe (het hart gaat sneller kloppen) om dit CO 2 naar de longen af te voeren. Ook wordt de ademhaling gestimuleerd zodat het CO 2 daarna kan worden uitgeademd. Door dit regelmechanisme stijgt de CO 2 -concentratie in bloed maar beperkt.

4 1 Cellen en weefsels 7 Na het eten wordt er veel glucose in het bloed opgenomen. Vrijwel direct reageert het lichaam op deze verandering met de productie van insuline. Dit hormoon stimuleert de opname van glucose in cellen, waardoor de concentratie in het bloed weer normaliseert vochtbalans De hoeveelheid water die een volwassene dagelijks moet opnemen is ruim 2 liter. Dit gebeurt via eten en drinken. Daarnaast wordt er per etmaal nog ongeveer 0,4 l water geproduceerd tijdens het verbrandingsproces in de cellen. Dat wat het lichaam opneemt moet gelijk zijn aan de hoeveelheid vocht die het lichaam dagelijks uitscheidt (met de urine, zweet, ontlasting en via uitademing). Er is sprake van een vochtbalans. Via de huid verdampt ml water door uitademing. Bij warm weer of zware arbeid verliest het lichaam door zweet meer vocht (tabel 1.1). Tabel 1.1 Vochtbalans. vochtverlies normale temperatuur warm weer zware arbeid huid 350 ml 350 ml 350 ml luchtwegen 350 ml 250 ml 650 ml feces 100 ml 100 ml 100 ml zweet 200 ml 1500 ml 5000 ml urine 1500 ml 1300 ml 600 ml totaal 2500 ml 3500 ml 6700 ml Het lichaam van een volwassene bevat 60% water en 40% vaste stof. Een persoon met een gewicht van 70 kg heeft dus ongeveer 42 liter water. Van de 42 liter water in het lichaam van een volwassene bevindt zich ongeveer 70% binnen in de cellen (30 liter) en de overige 12 liter bevindt zich buiten de cel: 3 liter bloedplasma en 9 liter weefselvocht. Water heeft in het lichaam meerdere functies: bouwstof (een cel bestaat voor 75% uit water), oplosmiddel en transportmiddel. Water speelt ook een belangrijke rol bij de warmteregulatie door transpiratie en is daarom een goede koelvloeistof. Omgekeerd vervoert het water de warmte van de plaats waar het wordt geproduceerd (lever, spieren) naar de plaatsen waar warmte nodig is om het lichaam op temperatuur te houden. Om een te grote hoeveelheid afvalstoffen in het bloed te voorkomen,

5 8 Anatomie en fysiologie moet een volwassene ten minste 400 ml urine per etmaal produceren. In de praktijk wordt een veilige ondergrens van 1000 ml voor een volwassene aangehouden. In de praktijk 1.1 Uitdroging Bij uitdroging (ook wel dehydratie genoemd) is er in de weefsels een vochttekort. Kenmerkende verschijnselen van uitdroging zijn verminderde spanning van de huid, droge tong, dorst, weinig plassen en een verhoogde temperatuur. Ook treedt gewichtsverlies op. Oudere mensen kunnen bij uitdroging verward en onrustig zijn. Een verstoorde vochtbalans heeft ernstige gevolgen voor de lichaamsfuncties. Een vochtverlies van 10% is al zeer ernstig; als het vochtverlies meer dan 20% bedraagt, kan dit dodelijk zijn. Bij sterk vochtverlies zullen de nieren minder urine produceren om het evenwicht zo veel mogelijk te kunnen handhaven. Bij extreem vochtverlies (bijvoorbeeld door een grote bloeding) kan de productie van urine zelfs helemaal stoppen. Het gevolg is dat de concentratie van allerlei afvalstoffen in het bloed stijgt met ernstige consequenties. Met name bij baby s, kleine kinderen en ouderen kan het ziekteverloop door uitdroging zeer snel gaan. Er moet zo snel mogelijk vocht toegediend worden zouten De mens heeft dagelijks zout (mineralen oftewel elektrolyten) nodig. De zouten zijn in het lichaamsvocht opgelost. De nieren (zie hoofdstuk 5) hebben een belangrijke invloed op de elektrolytenbalans. Van bepaalde zouten heeft het lichaam maar weinig nodig. Deze worden sporenelementen genoemd. Bekende voorbeelden zijn: fluor, jood en koper. Zouten/elektrolyten dienen als: bouwstof, bijvoorbeeld calcium- en magnesiumzouten in de botten bestanddeel van hormonen en enzymen; voorbeelden hiervan zijn jood en ijzer; bloedstolling (met behulp van onder andere calcium); prikkelgeleiding (ook met calcium); spiersamentrekking (ook met calcium).

6 1 Cellen en weefsels de ph In de scheikunde wordt onder een zuur verstaan: een stof die waterstofionen (H + ionen) kan afgeven. Bekende voorbeelden van zuren zijn: zoutzuur, zwavelzuur, azijnzuur en fosforzuur. Ze hebben gemeen dat ze allemaal zuur smaken. Als je kijkt naar de chemische formule van deze stoffen, dan blijken ze allemaal een H + -ion kunnen afgeven. Het zijn dus zuren. Een base is een stof die waterstofionen (H + -ionen) kan opnemen. De stoffen hebben een zeepachtige smaak. Basische oplossingen hebben met water gemeen dat er altijd hydroxide (OH - )-ionen aanwezig zijn. Het getal dat aangeeft hoe zuur of basisch een oplossing is, wordt de ph-waarde genoemd. Dit getal varieert van 0 tot 14.Een zure vloeistof is een vloeistof met een ph-waarde variërend van 0 tot 7. Hoe dichter het getal bij de nul komt, hoe zuurder de oplossing wordt. Een basische vloeistof is een vloeistof met een ph-waarde variërend vanaf 7 tot en met 14. Hoe dichter het getal bij de 14 komt, hoe basischer de vloeistof. De ph van zuiver water is precies gelijk aan 7,0. Zuiver water is dus een neutrale vloeistof. Het smaak niet zuur en het smaak niet naar zeep. De ph van de maag is 2 vanwege aanwezigheid van zoutzuur. Bij deze ph werken de enzymen in de maag het beste. Het zure milieu zorgt er ook voor dat de groei van ziekteverwekkende bacteriën geremd wordt. Een ander zuur milieu is dat van de vagina. De ph daar varieert tussen de 3,8 en 4,5. Dit zure milieu biedt een goede bescherming tegen infecties. De ph van slagaderlijk bloed ligt altijd tussen de 7,35 en 7,45. Slagaderlijk bloed is dus licht basisch (ook wel alkalisch genoemd). Bij een ph lager dan 7,35 zijn er al te veel H + -ionen in het bloed, waardoor de bloedeiwitten beschadigd kunnen raken. Deze verstoring van het zuur-base-evenwicht in het bloed wordt een acidose genoemd. Bij een ph groter dan 7,45 zijn er juist minder H + -ionen in het bloed aanwezig. Dit veroorzaakt ook een ontregeling in het zuur-baseevenwicht van het bloed en wordt een alkalose genoemd. Dit is al heel snel levensbedreigend. De oorzaak van de verstoring kan gelegen zijn in een aandoening van de longen of luchtwegen, maar ook in de stofwisseling. Bij de verbrandingsprocessen in het lichaam ontstaan voortdurend zuren. De belangrijkste zijn koolzuur en melkzuur. Door het ontstaan van deze zuren kan het voorkomen dat de ph-waarde van het bloed te veel gaat veranderen. Het lichaam zelf heeft oplossingen om dit te voorkomen, namelijk:

7 10 Anatomie en fysiologie de ademhaling. Bij de ademhaling wordt koolzuurgas (koolstofdioxide, CO 2 ) uit het bloed verwijderd; CO 2 werkt ph-verlagend, door deze stof uit te ademen wordt de ph- waarde weer normaal. de urineproductie. De nieren kunnen een teveel aan zuren uit het bloed halen en over laten gaan naar de urine. De nieren kunnen bovendien bij een te lage ph-waarde (acidose), extra bicarbonaat vormen en dat aan het bloed afgeven. Dit bicarbonaat bindt het teveel aan H + -ionen en vormt dus een buffer. 1.4 Bouw en functie van cellen De cel is de kleinste levende bouwsteen van het menselijk lichaam, zowel wat bouw en structuur als wat werking en functie betreft. De buitenste begrenzing van een menselijke cel wordt gevormd door een celmembraan. Het binnenste van de cel wordt gevormd door een waterige oplossing, het cytoplasma (celplasma), met daarin een groot aantal bestanddelen, de zogenaamde organellen. Celorganellen (celorgaantjes) zijn de werkplaatsen van de cel. Het cytoplasma zelf bestaat grotendeels uit water (75%) met daarin opgelost zouten, eiwitten, koolhydraten en vetten. De eiwitten hebben onder andere belangrijke enzymfuncties. In figuur 1.1 staat een schema van de menselijke cel. celplasma kernmembraan met poriën kern kernlichaampje kernplasma celmembraan Figuur 1.1 Schema van de menselijke cel.

8 1 Cellen en weefsels 11 Een cel heeft voor de opbouw en groei van cellen vocht, mineralen en eiwitten nodig. De buitenkant van de cel, het celmembraan, is halfdoorlatend: voor sommige stoffen niet doorlatend, voor andere wel. Het celmembraan zorgt voor de regeling van de opname van stoffen vanuit de omgeving van de cel. Alle cellen worden omgeven door een waterig milieu, het weefselvocht. In de cel bevindt zich een kern die begrensd wordt door het kernmembraan. De waterige oplossing in de kern wordt kernplasma genoemd, terwijl deze waterige oplossing buiten de kern celplasma heet. Het kernmembraan bevat poriën zodat tussen het kernplasma en celplasma uitwisseling van stoffen mogelijk is. De verschillende celactiviteiten, zoals eiwitopbouw, vertering, celdeling, verbranding, slijmproductie en transport van slijm, worden geregeld door de kern en uitgevoerd door de kleine orgaantjes in de cel (organellen), elk met hun eigen vorm en functie. De energie die daarvoor nodig is, wordt opgewekt in de cel zelf in speciaal daartoe bestemde organellen, de mitochondriën, ook wel de krachtcentrales/ energiefabriek van de cel genoemd. De afbraak van stoffen in de cel verloopt meestal met behulp van zuurstof, dat betekent dat brandstoffen als glucose en vetzuren tijdens de reactie met zuurstof in de cel worden omgezet in koolstofdioxide en water. Hierbij komt energie vrij. In een formule wordt de verbranding van glucose met zuurstof als volgt weergegeven: O 2 + glucose? energie + CO 2 +H 2 O De bekendste brandstoffen zijn koolhydraten (suikers) en lipiden (vetten). In het spijsverteringskanaal worden de suikers afgebroken tot glucose, dat dan als brandstof beschikbaar is. In de lever- en spiercellen ligt glycogeen in opslag, dat ook afgebroken kan worden tot glucose voor het verbrandingsproces. Vetten zijn een uitstekende brandstof. Eiwitten hebben vele functies, vooral als bouwstof. Ook kunnen ze als brandstof dienen. In het kernplasma bevinden zich één of meer kernlichaampjes en chromosomen. In de kern van menselijke cellen bevinden zich 23 paar chromosomen (totaal 46). De chromosomen zijn de drager van de erfelijke eigenschappen. Een chromosoom bestaat uit een keten van kleinere eenheden, een soort kralenketting, waarbij de kralen gevormd worden door een specifieke stof, het DNA. Elk van deze delen bevat de informatie over één bepaalde eigenschap, bijvoorbeeld het recept

9 12 Anatomie en fysiologie voor het maken van een bepaald eiwit, de haarkleur. Deze eenheid van erfelijke informatie wordt een gen genoemd Elke van de genen heeft een vaste plaats in een bepaald chromosoom. Chromosomen bevatten dus genen. Het zijn dus de erfelijke deeltjes, de dragers van de erfelijk aanleg. Erfelijke aanleg wordt weer omgezet in zichtbare erfelijke eigenschappen. De genen zorgen er dus voor dat kinderen lijken op hun ouders of grootouders. In de praktijk 1.2 Zure benen Als er een tekort aan zuurstof is, verloopt de verbranding zonder zuurstof. Deze verbranding levert veel minder energie dan de verbranding met zuurstof. Het eindproduct van deze verbranding is melkzuur (verbranding van glucose zonder zuurstof? minder energie + melkzuur). Dit is bijvoorbeeld het geval in een (over)- belaste spier of in situaties waarin de stroomsnelheid van het bloed sterk is verminderd, zoals bij een shock. Een profschaatser vecht tijdens de wedstrijd tegen zijn tegenstander op de andere baan, maar ook tegen zijn zure benen. Hoe eerder de verzuring optreedt, hoe kleiner de kans om de wedstrijd te winnen. 1.5 Transport: diffusie, osmose en filtratie Diffusie, osmose en filtratie zijn natuurkundige processen die een rol spelen bij het transport van moleculen door het celmembraan diffusie Een schep suiker die oplost in een glas hete thee: dat is wat er gebeurt bij diffusie. Hoe meer suiker, hoe sterker de concentratie van suiker. Hoe minder suiker, hoe groter de concentratie van het water, de waterconcentratie (figuur 1.2). Wanneer iemand met deodorant spuit, ruiken we dat na een tijdje in het hele huis. Dit zijn twee voorbeelden van diffusie. Onder diffusie wordt het verschijnsel verstaan dat gassen, veel vloeistoffen (de zogenaamde mengbare vloeistoffen) en oplossingen spontaan vermengen. De stoffen bewegen zich van plaatsen met een hoge concentratie naar plaatsen met een lage concentratie, totdat de concentraties overal gelijk zijn. Diffusie wordt veroorzaakt door de beweging van de moleculen. Hoe groter de beweeglijkheid van de moleculen is, des te sneller verloopt

10 1 Cellen en weefsels 13 water later later suikerklontje Figuur 1.2 Het oplossen van een suikerklontje, gevolgd door diffusie. de diffusie. Bij gassen verloopt de diffusie sneller dan bij vloeistoffen. Wanneer je de gaskraan in de keuken maar even openzet, zul je vrij snel overal in de keuken de gaslucht ruiken. Dit gas (methaan) is van zichzelf reukloos, maar men heeft er een geurstof aan toegevoegd met het oog op de veiligheid. De diffusiesnelheid neemt toe bij hogere temperaturen (zoals in hete thee), doordat de moleculen dan sneller bewegen. Figuur 1.3 laat nog een voorbeeld zien van het verschijnsel diffusie. De twee vloeistoffen hebben zich uiteindelijk met elkaar vermengd. Diffusie kan ook optreden door een membraan (vlies) heen, als het membraan doorlatend (permeabel) is. Zo vindt er in de longblaasjes (hoofdstuk 4) diffusie plaats van zuurstof vanuit de longblaasjes naar het bloed en ook van het gas koolstofdioxide (CO 2 ) vanuit het bloed naar de longblaasjes. De diffusie kan hier zeer snel verlopen, omdat het oppervlak erg groot is. De longblaasjes hebben samen gemiddeld een oppervlak van ongeveer 90 m 2. Bovendien is de wand zeer dun, Figuur 1.3 Diffusie: een cilinderglas wordt gevuld met inkt en water. Na enige tijd hebben de inktmoleculen zich door cilinderglas verspreid.

11 14 Anatomie en fysiologie zodat de gassen er gemakkelijker doorheen kunnen. Een ander voorbeeld van diffusie is het verplaatsen van voedingstoffen die vanuit de darm door de darmwand in het bloed komen osmose Huis-tuin-en-keukenvoorbeelden van osmose zijn het aanzuigen van water door rozijnen, het vochtig worden van het keukenzout, het uitdrogen van sla met sladressing (zout) en de zuigkracht van planten. Hoe werkt dit en waarom is het een belangrijk proces in het menselijk lichaam? Osmose is de vermenging (diffusie) van een oplosmiddel (bijvoorbeeld water) door een halfdoorlatende (semi-permeabel) membraan (bijvoorbeeld het celmembraan). Dit is een membraan waarbij het oplosmiddel (water) wel kan passeren en de opgeloste stof niet of slechts zeer langzaam. Een voorbeeld hiervan is te zien in figuur 1.4. Figuur 1.4 Osmose. Een suikeroplossing wordt gescheiden van water door een semi-permeabel vlies. Eerst zie je dat daarin een geconcentreerde suikeroplossing aanwezig is. Doordat de natuur altijd streeft naar evenwicht zal in dit geval, doordat suiker het membraan niet kan passeren, water zich gaan verplaatsen in de richting van de suikeroplossing. De suikeroplossing zuigt het omringende water op. Dit noem je aanzuigkracht oftewel osmotische druk. In het menselijk lichaam treden osmotische verschijnselen op omdat alle celmembranen semi-permeabel zijn. Dit verschijnsel is duidelijk te

12 1 Cellen en weefsels 15 zien bij de rode bloedcellen in het bloedplasma. Wanneer de vloeistof rondom de rode bloedcellen, dus het bloedplasma, meer zouten bevat dan de cellen zelf, is de waterconcentratie in het bloedplasma kleiner dan in de cellen. Het water verplaatst zich dan vanuit de cellen naar het bloedplasma (figuur 1.5), waardoor de cellen geleidelijk zullen uitdrogen. Wanneer het bloedplasma te weinig zout bevat (de waterconcentratie is dan te hoog), verplaatst het water zich vanuit het bloedplasma naar de cellen. De rode bloedcellen krijgen dan een opgeblazen vorm en zullen ten slotte barsten. Om dit te voorkomen, is het noodzakelijk dat de zoutconcentratie (en daarmee de waterconcentratie) in het bloedplasma en in de bloedcellen aan elkaar gelijk zijn. Dit betekent dat de osmotische waarde van het bloedplasma gelijk moet zijn aan de osmotische waarde van de bloedcellen. Daarom zeggen we: het bloedplasma moet isotonisch zijn (isos = gelijk; tonos = spanning). Als er zich dan ook te veel of te weinig zout in ons bloedplasma bevindt, zullen de nieren direct bijsturen om ervoor te zorgen dat het zoutgehalte vrijwel constant blijft (hoofdstuk 5). De colloïdosmotische druk is de wateraanzuigende kracht naar het bloed. Deze druk wordt veroorzaakt door de eiwitten in het bloed. In hoofdstuk 5, dat gaat over uitscheiding, over de nieren en urinewegen wordt dit besproken filtratie Filtratie is het proces waarbij water met opgeloste stoffen zich door een wand verplaatst. De drijvende kracht achter filtratie is druk die door het water wordt uitgeoefend. Koffiezetten door het schenken van water op een filter gevuld met koffie is een vergelijkbaar proces. Filtratie speelt een belangrijke rol bij bijvoorbeeld de vorming van urine. 1.6 Celdeling Door celdeling ontstaan er voortdurend nieuwe cellen en sterven oude cellen af. Bij jonge mensen die nog in de groei zijn, is de aanmaak van nieuwe cellen groter dan de afbraak. Bij ouderen is het net andersom. Bij volwassenen is dit proces vrijwel in evenwicht. Er bestaan twee soorten celdelingen, de gewone celdeling en de reductiedeling gewone celdeling De gewone celdeling (mitose) begint met een deling van de celkernen. Na de kerndeling is het aantal chromosomen weer gelijk aan het oorspronkelijke aantal. Eerst verdubbelt elke chromosoom zichzelf en

13 16 Anatomie en fysiologie Figuur 1.5 a Rode bloedcel in een hyperosmotisch milieu. De cel krijg een doornappelvorm. b. rode bloedcel in een hypo-osmotisch milieu. Er treedt afbraak van rode bloedcellen (hemolyse) op. daarna worden ze van elkaar getrokken. Uit één cel met 46 chromosomen vormen zich dus twee cellen met elk opnieuw 46 chromosomen. In figuur 1.6 is de fase te zien waarbij de 46 chromosomen zich net hebben gekopieerd. Nu zijn er 46 nijptangetjes te zien. Ieder tangetje splitst zich daarna in twee aparte chromosomen, voor iedere nieuwe cel één. De gewone celdeling komt in het hele lichaam voor en duurt, afhankelijk van het celtype en de omstandigheden, 1 tot 2 uur. Figuur 1.7 is een schematische weergave van de gewone celdeling (mitose). In de praktijk 1.3 Kanker Kanker (kwaadaardige tumorgroei) ontstaat door ongeremde celdelingen. Bij een volwassen persoon bestaat onder normale omstandigheden in de meeste weefsels een evenwicht tussen celaanmaak en -verlies. Celverlies vindt vooral plaats door geprogrammeerde celdood. Celaanmaak vindt plaats door celdeling (mitose). Bij tumorgroei is het evenwicht tussen celafbraak en -aanmaak gestoord; er worden meer cellen gevormd dan dat er afsterven. Kenmerk van kwaadaardige tumoren is het vermogen tot ingroei in omliggende weefsels. Hierdoor kunnen kankercellen binnendringen in lymfebanen en -klieren. Ook kunnen ze de wanden van bloedvaten passeren en dan versleept worden naar andere organen. Dit worden hematogene metastasen (uitzaaiin-

14 1 Cellen en weefsels 17 gen) genoemd. Een kwaadaardige tumor met zulke metastasen heeft vaak een slecht vooruitzicht op genezing. Figuur 1.6 Microfoto (vergroting 5.500x) van de 46 chromosomen van de cellen van een vrouw a b c a lichaamscel met 46 chromosomen in de kern b de chromosomen hebben zich verdubbeld en er ontstaan twee nieuwe kernen en cellen c de oude cel heeft zich gesplitst in twee nieuwe cellen, elk weer met 46 chromosomen Figuur 1.7 Schematisch overzicht van de mitose.

15 18 Anatomie en fysiologie reductiedeling De reductiedeling (meiose) komt alleen voor in de geslachtsklieren, dus bij de vrouw in de eierstokken (ovaria) en bij de man in de zaadballen of testes. Door de reductiedeling vermindert het aantal chromosomen tot de helft. Dit verklaart ook waarom het reductie (vermindering) heet. De cellen bevatten dan slechts 23 chromosomen. Dit zijn de geslachtscellen, bij de vrouw eicellen en bij de man zaadcellen genoemd. Nog een verschil met de gewone celdeling is dat deze deling in twee stappen verloopt, zodat er uiteindelijk bij de man 4 (zaad)cellen (geslachtscellen) ontstaan. Bij de vrouw gaat het iets anders. Het celplasma wordt namelijk niet gelijk verdeeld over de vier dochtercellen. Om straks de bevruchte eicel zo veel mogelijk celplasma mee te geven, gaat bij de reductiedeling bijna al het cytoplasma naar een van de dochtercellen. De andere drie cellen bestaan uit een kern met een minuscule hoeveelheid cytoplasma met celwand. Deze cellen worden poollichampjes genoemd. Alle drie de poollichaampjes en de eicel hebben 23 chromosomen. De poollichaampjes worden uiteraard niet bevrucht. De reductiedeling dient om ervoor te zorgen dat baby s in hun cellen weer gewoon 46 chromosomen hebben. Wanneer de mannelijke zaadcel (met 23 chromosomen) bij de bevruchting samensmelt met de vrouwelijke eicel (met 23 chromosomen) heeft de bevruchte eicel weer het oorspronkelijke aantal van 46 chromosomen. Figuur 1.8 is een schematische weergave van de reductiedeling. In de praktijk 1.4 Het syndroom van Down Ongeveer 95% procent van de mensen met het syndroom van Down heeft een trisomie 21. Dat wil zeggen dat er van het chromosoom 21 drie in plaats van twee exemplaren in de lichaamscellen voorkomen. Hierbij gaan tijdens de vorming van de ei- of zaadcel de twee exemplaren van chromosomenpaar 21 niet uit elkaar, maar gaan beide chromosomen naar één dochtercel, die dan 24 chromosomen heeft. De lichaamscellen die na de bevruchting uit de bevruchte eicel ontstaan, hebben dan steeds drie exemplaren van chromosoom 21. De eigenlijke oorzaak van dit niet uit elkaar gaan van een chromosomenpaar is niet bekend, maar de afwijking komt vaker voor in eicellen bij vrouwen boven de 37 jaar. Vermoedelijk heeft ook de leeftijd van de vader er iets mee te maken.

16 1 Cellen en weefsels a b c a cel in geslachtsklier: bij vrouw in eierstok, bij man in zaadbal b het aantal chromosomen is gehalveerd en er ontstaan twee nieuwe kernen, elk met 23 chromosomen (reductiefase) c de gereduceerde cellen hebben zich elk vermeerderd in twee voortplantingscellen zodat er vier voortplantingscellen zijn ontstaan. Bij de vrouw dus vier eicellen, bij de man 4 zaadcellen. Van de vier eicellen wordt er slechts één een rijpe eicel, de andere drie sterven af. Figuur 1.8 Schematisch overzicht van de meiose erfelijkheid Kinderen lijken op hun ouders of grootouders. Dit wordt bepaald door sociale en milieufactoren, maar vooral door erfelijke factoren, opgeslagen in de genen. Via de genen (die zich bevinden in de chromosomen) worden niet alleen de positieve eigenschappen overgedragen, maar ook de minder gunstige, zoals bepaalde ziekten. De wetenschap die de eigenschappen van de genen onderzoekt, noemen we genetica of erfelijkheidsleer. Of een baby een jongen of een meisje wordt, wordt bepaald door de geslachtschromosomen. Een nieuw mens ontstaat als een zaadcel met 23 chromosomen samensmelt met een eicel met 23 chromosomen. Elk embryo (de zich ontwikkelende vrucht) heeft dus weer 46 chromosomen in zijn cellen, die voor de ene helft een kopie zijn van de vader en voor de andere helft van de moeder. De geslachtscellen van de vrouw (,) bevatten altijd twee X-chromosomen, die van de man (<) één X-chromosoom en één Y-chromosoom. Na de reductiedeling bevat dus elke eicel één X-chromosoom, terwijl door de reductiedeling de mannelijke zaadcel of één X-chromosoom bevat, of één Y-chromosoom. Als bij de bevruchting de zaadcel een X-chromosoom heeft en die smelt samen met het X-chromosoom van de eicel krijgen alle cellen in het embryo twee X-chromosomen: het wordt een meisje. Heeft de zaadcel een Y-chromosoom, dan wordt het een jongen. Het geslacht van een kind wordt dus helemaal bepaald door de zaadcel van de vader en niet door de moeder, zoals ze vroeger wel dachten. Overdracht van erfelijke eigenschappen wordt bepaald door de genen

17 20 Anatomie en fysiologie van de ouders. De genen werken in paren samen. Soms is het ene gen sterker dan het andere. Het sterke gen noemen we dominant, het zwakke gen recessief. Dit verklaart waarom een blonde vader en een donkerharige moeder een donkerharig kind (zwart is dominant) kunnen krijgen. Het dominante gen voor de haarkleur bepaalt in dit geval de overdracht van een bepaalde eigenschap, namelijk donkere kleur van het haarhaar. 1.7 Weefsels Een weefsel is een groep cellen met dezelfde vorm en functie. Sommige weefsels hebben nauwelijks tussenstof, zoals dekweefsel, andere hebben meer tussenstof dan cellen, zoals bindweefsel. We onderscheiden vier typen weefsels: dekweefsel (epitheel), steunweefsel, spierweefsel en zenuwweefsel (figuur 1.9). Het bloed wordt ook wel als weefsel beschouwd, namelijk als vloeibaar weefsel. In de weefselspleten bevindt zich weefselvocht, dat altijd voldoende zuurstof en voedingstoffen moet bevatten om de cellen in leven te kunnen houden. In de weefselspleten moeten de cellen ook hun afvalproducten kwijt kunnen. Door de haarvaten wordt weefselvocht afgegeven en weer opgenomen, zodat regelmatig verversing optreedt. spierweefsel dwarsgestreept (animaal: skeletspieren) glad (vegetatief: bijv. wanden maag-darmkanaal hartspierweefsel dekweefsels epitheel mesotheel (bijv. pleura) enkellagig meerlagig plaveisel (wand alveoli) cilindrisch kubisch (niertubuli) plaveiselepitheel overgangsepitheel (blaaswand) met slijmcellen: slijmvlies (bijv. endometrium) soms met trilharen (tuba, luchtwegen) soms met microvilli (maag-darmkanaal) verhoornend (epidermis) niet-verhoornend (bijv. vagina) weefsels endotheel (binnenzijde vaatwand) bindweefsels straf bindweefsel (pezen, banden, aponeuroses) elastisch bindweefsel (arteriewanden) losmazig bindweefsel (bijv. holten tussen organen) reticulair bindweefsel (lymfoïde organen) steunweefsels kraakbeen vetweefsel (bijv. subcutis) hyalien kraakbeen (gewrichtsoppervlakken) elastisch kraakbeen (bijv. oorschelpen) beenweefsels vezelig kraakbeen (bijv. symphysis pubica) compact (diafyse pijpbeenderen) zenuwweefsel spongieus (epifyse pijpbeenderen) Figuur 1.9 Samenvattend schema van weefsels.

18 1 Cellen en weefsels dekweefsel Dekweefsel (epitheelweefsel) bestaat uit cellen die zonder tussenstof direct tegen elkaar aanliggen. Het heeft meestal een beschermende functie, denk maar aan de huid. Het bekleedt de buitenkant van het lichaam. Maar het bekleedt ook de binnenkant van alle holle organen, bijvoorbeeld darmen, luchtwegen en urinewegen of bloedvaten. Bij de bloedvaten heet de binnenbekleding endotheel. Dekweefsel begrenst zo een holte en heeft daarom een begrenzende functie. Daarom moeten de cellen van het dekweefsel aaneengesloten zijn, zonder tussenruimten, en is er in dekweefsel geen ruimte voor bloedvaten of lymfevaten (het is dus nooit dik). Voeding komt vanuit het onderliggende bindweefsel en door de weefselspleten de cellen. Door het contact met de lichaamsholtes is dekweefsel het enige weefsel dat in contact komt met de inhoud van de luchtwegen en die van het maag-darmkanaal. Daar is de functie van het dekweefsel ook opnemen en uitscheiden. Opnemen (resorptie) wil zeggen het opnemen van het verteerde voedsel vanuit het darmkanaal naar het bloed. Het dekweefsel van bijvoorbeeld de wand van de dunne darm heeft een belangrijke resorptiefunctie. Uitscheiden (secretie) is het afscheiden van stoffen. Bij secretie maakt men een onderscheid tussen slijmcellen en klierweefsel. Slijmcellen produceren slijm, een goed glijmiddel. Ook geeft slijm bescherming tegen uitdroging en tegen inwerking van zuren. Daarom produceert de maagwand veel slijm: het beschermt zichzelf tegen de inwerking van het maagzuur. Dat verklaart de naam slijmvlies (bijvoorbeeld van mond en vagina). Slijmvlies wordt zo genoemd, omdat in slijmvlies veel cellen zitten die slijm produceren. Het dekweefsel kan eenlagig of meerlagig zijn (figuur 1.10). Op plaatsen waar de kans op beschadiging het grootst is, vind je altijd meerlagig epitheel. Voorbeelden hiervan zijn de mondholte, keelholte en slokdarm. Vanaf de maag is het verteringskanaal bekleed met eenlagig epitheel; dit vergemakkelijkt de opname van voedingsstoffen. De vagina en de huid zijn bekleed met meerlagig epitheel. Vorm en functie van dekweefselcellen Epitheel Epitheel vormt de binnenbekleding van organen die in contact staan met de buitenwereld (bijvoorbeeld van de luchtwegen en het spijsverteringskanaal);

19 22 Anatomie en fysiologie Mesotheel (weivlies). Mesotheel bestaat uit één laag plaveiselcellen met een dun laagje bindweefsel met veel zenuwvezels; (bekleding van longen (de pleurabladen), buikholte en buikorganen); Endotheel Endotheel is één laag plaveiselcellen aan de binnenzijde van de bloedvaten (het hart en van de lymfevaten). a b c 1 éénlagig plaveiselepitheel d a b c 2 éénlagig cilindrisch epitheel; links: met trilharen (trilhaarepitheel) a b c 3 meerlagig plaveiselepitheel a epitheelcel b basaalmembraan c bindweefsel d slijmcel e trilharen f slijmlaag Figuur 1.10 Dekweefsel.

20 1 Cellen en weefsels 23 Bijzondere celvormen van epitheel Slijmcellen of -bekercellen Deze cellen liggen tussen de epitheelcellen en produceren slijm. Epitheel met slijmbekercellen wordt slijmvlies genoemd. Slijmvlies komt voor als binnenbekleding van luchtwegen, het maagdarmkanaal, de vagina en de baarmoeder. Het slijm helpt bij het vervoer van stoffen door het maag-darmkanaal, bij de bescherming (vooral van de maagwand) en bij de afweer. Het slijm in de vagina bijvoorbeeld beschermt tegen het binnendringen van ziektekiemen. De leukocyten (witte bloedcellen, die verantwoordelijk zijn voor de afweer) kunnen alleen in een waterige omgeving functioneren. Wanneer het slijmvlies in bijvoorbeeld de luchtwegen uitdroogt, is de kans op luchtweginfecties ook vergroot. Trilhaarcellen Trilhaarepitheel is een bijzondere vorm van epitheel, waarin de cellen bedekt zijn met microscopisch kleine trilharen, die snel naar een kant bewegen en dan langzaam terug. Het trilhaarepitheel in de bovenste luchtwegen brengt verontreinigingen, bijvoorbeeld stof, naar de keelholte. In de eileiders vervoeren de trilharen de eicel in de richting van de baarmoeder. Kliercellen Een kliercel scheidt een stof af, waarvoor de grondstoffen uit het bloed gehaald worden. Verschillende kliercellen vormen samen een klier. Er zijn klieren met een afvoerbuis (exocriene klieren a ) en klieren zonder afvoerbuis (endocriene klieren b ) (figuur 1.11). Exocriene klieren zijn bijvoorbeeld de klieren van het spijsverteringskanaal zoals speekselklieren, maagsapklieren, darmsapklieren en de zweetklieren in de huid.. Endocriene klieren of hormoonklieren zijn bijvoorbeeld de schildklier en de bijnieren. Deze klieren geven hun producten, hormonen, meteen af aan het bloed. Een hormoon is een stof die in heel kleine hoeveelheden in het bloed wordt afgegeven en die bepaalde organen stimuleert om een bij die organen behorende functie uit te voeren. Voorbeelden van hormonen zijn: insuline, groeihormoon, schildklierhormoon. De alvleesklier is een voorbeeld van een gemengde klier. De alvleesklier is een exocriene klier, omdat het alvleeskliersap via

21 24 Anatomie en fysiologie een afvoerbuis wordt vervoerd naar de dunne darm om daar te helpen bij de vertering, maar het is ook een endocriene klier, omdat de kliercellen van de alvleesklier ook hormonen (zoals insuline) producéren. Deze hormonen worden meteen aan het bloed afgegeven. a Excretie is het uitscheiden van een stof, die niet meer nodig is. b Secretie is het uitscheiden van een nuttige stof. ader slagader secreet (afscheidingsproduct) hormonen afvoerbuis slijmvlies Links: klier met afvoerbuis (exocriene klier); rechts: klier zonder afvoerbuis (endocriene klier, hormoonklier) Figuur 1.11 Klierweefsel steunweefsels Steunweefsels zijn weefsels met veel tussenstof. Vaak neemt de tussenstof meer plaats in dan de cellen. Steunweefsels dienen om de verschillende delen van het lichaam met elkaar te verbinden en om steun en stevigheid te geven. In de steunweefsels kunnen bloedvaten, lymfevaten, zenuwen en vezels liggen. Er zijn drie soorten steunweefsel: bindweefsel, kraakbeen en beenweefsel. Bloed wordt ook wel tot deze weefsels gerekend. Het plasma is dan de vloeibare tussen stof, de verschillende bloedlichaampjes de cellen. In het algemeen bepaalt de tussenstof het soort steunweefsel. Beenweefsel is bijvoorbeeld een steunweefsel veel kalkzouten in de tussenstof.

22 1 Cellen en weefsels Bindweefsel In het bindweefsel komen verschillende soorten cellen en vezels voor. Voorbeelden van cellen zijn: jonge bindweefselcellen die de tussenstof en de vezels maken; vetcellen; cellen die samen een netwerk vormen, de zogenaamde reticulumcellen; cellen die bacteriën en vreemde stoffen opnemen en verteren (fagocyterende cellen oftewel vreetcellen). Voorbeelden van vezels zijn: stevige niet rekbare vezels; elastische vezels; vezels die een fijn vertakt netwerk vormen. Uit deze soorten cellen en vezels worden verschillende soorten bindweefsel opgebouwd: losmazig bindweefsel onder de huid en tussen de organen; stevig bindweefsel, dat te vinden is op plaatsen waar stevigheid en weerstand tegen rek nodig is zoals in pezen, gewrichtskapsel en -banden; het heeft veel stevige niet rekbare vezels; elastisch bindweefsel, dat te vinden is waar elasticiteit belangrijk is zoals in de wand van de grote bloedvaten; het bevat veel elastische vezels; reticulair bindweefsel, dat zich onder andere in het rode beenmerg, de lymfeklieren, de milt en de amandelen bevindt en dat een fijn netwerk van vezels vormt:. in het netwerk van het rode beenmerg liggen stamcellen die de verschillende soorten bloedcellen kunnen maken;. in het lymfatisch weefsel (lymfeklieren, milt, amandelen) liggen cellen die vreemde stoffen en bacteriën kunnen opnemen en verteren, de zogenaamde vreetcellen (macrofagen) en lymfocyten; vetweefsel, dat zich onder de huid bevindt, om de organen en in het gele beenmerg. De belangrijkste functies van het bindweefsel zijn: stevigheid, omhulling en verbinding van organen en de plaats waar bloedvaten en zenuwen lopen; voeding van het erboven liggende epitheelweefsel door diffusie vanuit het weefselvocht; in bindweefsel bevinden zich bloedvaten, in het epitheel niet; het overbrengen van krachten van een spier;

23 26 Anatomie en fysiologie bescherming tegen schadelijke invloed van buitenaf; bovendien als verdediging door wondsluiting en littekenvorming; bij beschadiging van weefsels sluiten de bindweefselcellen de beschadigde plek zo goed mogelijk af; vorming van bloedcellen (rode beenmerg) en afweer (lymfeklieren) (zie hoofdstuk 3); opslag en reservoirvorming, isolatie en steun door het vetweefsel. elastische vezel stevige, niet elastische vezel kern tussencelstof bindweefselcel Figuur 1.12 Bindweefsel Kraakbeen Kraakbeen is een steunweefsel waarvan de tussenstof vast, maar wel vervormbaar is en bestaat uit chondrine of kraakbeenlijm. Door de tussenstof kunnen al of niet vezels lopen. De kraakbeencellen liggen in groepjes ingekapseld in de tussencelstof (figuur 1.13). Kraakbeen bevat net als dekweefsel geen bloedvaten en geneest daardoor slecht. Het kraakbeen wordt, behalve op de gewrichtsvlakken, omgeven door een bindweefselvlies (perichondrium). Van hieruit vindt de voeding door diffusie door de tussenstof plaats. Er zijn drie typen kraakbeen te onderscheiden: glasachtig (hyaline) kraakbeen: de tussencelstof is doorschijnend (als bekleding van de gewrichtsvlakken van de botten en als verbinding tussen de ribben en het borstbeen); het bevindt zich ook in de luchtpijp en het strottenhoofd; elastisch kraakbeen: de tussencelstof bevat veel elastische vezels (in de oorschelpen, neusvleugels en het strotklepje); vezelig kraakbeen: de tussencelstof bevat dikke bundels vezels en is daardoor trekvast en drukbestendig (in de tussenwervelschijven van

24 1 Cellen en weefsels 27 kraakbeencellen foto a tussencelstof b a schematisch b microfoto Figuur 1.13 Kraakbeen. de wervelkolom en in de kraakbeenverbinding tussen de beide schaambeenderen). Het kraakbeen heeft de volgende functies: soepel verloop van de bewegingen in de gewrichten door de bekleding van de gewrichtsvlakken, zodat ruwe botuiteinden niet tegen elkaar hoeven schuren,waardoor de bewegingen uiterst moeilijk en pijnlijk zouden verlopen; vorming van vele botstukken, met name bij de lengtegroei van pijpbeenderen; vorming van een soepele verbinding tussen sommige botstukken (bijvoorbeeld tussen ribben en borstbeen); vorm geven aan bepaalde lichaamsdelen (oor, neus) Beenweefsel Beenweefsel is steunweefsel met in de tussenstof veel collagene vezels en veel kalkzouten, waardoor het vast en niet vervormbaar is. Het bevat veel bloedvaten. Bij kinderen bevat het beenweefsel veel vezels en weinig kalk. Het is buigzaam. Als de botten breken, blijft het omliggende beenvlies (periost) vaak intact: de zogenaamde greenstick fracturen (denk aan het breken van een verse tak). Bij ouderen bevat het beenweefsel weinig vezels. Het is broos en breekt snel.

25 28 Anatomie en fysiologie Er zijn verschillende soorten beenderen: pijpbeenderen (bijvoorbeeld ellepijp, dijbeen, vingerkootjes); platte beenderen (bijvoorbeeld schedel, borstbeen), waarin zich het rode beenmerg bevindt waarin veel bloedcelen worden gemaakt; onregelmatige beenderen (wervels). Om het bot ligt een stevig collageen bindvlies, dat er ook mee vergroeid is: het periost of beenvlies. Diktegroei vindt plaats van uit het beenvlies. Het skelet is zo gemaakt dat met een zo klein mogelijk gewicht een zo groot mogelijke stevigheid verkregen wordt. Daarom zijn pijpbeenderen hol (mergholte). Vergelijk dit met het frame van een fiets. Het middelste deel van een pijpbeen wordt de schacht genoemd, de uiteinden de epifysen. Tussen de schacht en de epifyse ligt bij kinderen de groeischijf. Door celdeling groeien bij kinderen de groeischijven. Hierdoor vindt de lengtegroei plaats. De mergholte in de schacht is omgeven door botweefsel, waarin met het blote oog geen holtes te zien zijn: een hard, compact deel, de zogenaamde compacta. De epifysen zijn gevuld met een sponsachtig deel (spongiosa). Spongiosa bestaat uit een met het blote oog zichtbare beenbalkjes. Beenweefsel wordt constant opgebouwd en afgebroken door botvormende en -afbrekende cellen. Het beenweefsel is rijk aan bloedvaten. Bij een botbreuk (fractuur) van het bovenbeen kan zoveel bloed verloren gaan dat de patiënt is shock kan raken. bloedvaten kanaal van Havers beencellen KH a kanaal van Havers beencellen b c a een stukje bot, sterk vergroot b microscopische foto c elektronenmicroscopische foto (KH=kanaal van Havers) Figuur 1.14 Beenweefsel

26 1 Cellen en weefsels 29 Meer uitleg over de soorten beenderen in het skelet en hun functie staat in hoofdstuk 12. In de praktijk 1.5 Broze botten Osteoporose of botarmoede (in de volksmond verkeerd botontkalking genoemd) komt voor bij vrouwen én mannen. De botten worden zo zwak (poreus) dat je zomaar iets kunt breken. De meest voorkomende breuken als gevolg van osteoporose zijn pols-, heup- en wervelbreuken. Naar schatting hebben ruim mensen in Nederland osteoporose. Jaarlijks breken ruim mensen boven de 55 jaar een bot als gevolg van osteoporose: ruim mensen breken een heup, ruim mensen breken een pols of onderarm en ziekenhuizen registreren jaarlijks bijna wervelbreuken (slechts één op de drie wervelbreuken wordt door een arts gezien) en ruim andere botbreuken als gevolg van het sluipende proces van botontkalking. Niet alleen oudere mensen kunnen osteoporose krijgen, osteoporose komt ook voor bij jongere mensen. Gevarieerde calciumrijke voeding en lichaamsbeweging (liefst in de buitenlucht) zorgen voor gezonde stevige botten; dit geldt zowel tijdens de opbouwperiode als daarna. Na het 35e levensjaar wordt de afbraak geleidelijk groter dan de opbouw; daardoor worden de botten minder stevig. Een botbreuk na het 50e levensjaar, een bestaande wervelbreuk, een (te) laag lichaamsgewicht, erfelijke aanleg, immobiliteit, medicijngebruik (met name prednison en prednisonachtige stoffen) zijn ernstige risicofactoren voor het krijgen van osteoporose. Maar ook bepaalde ziekten of aandoeningen, leeftijd, hormoonafwijkingen, een vroege menopauze (laatste menstruatie), onvoldoende calcium en vitamine D en dergelijke factoren spelen een rol bij het al dan niet krijgen van osteoporose. Bij vrouwen kan de eerste jaren na de overgang het verlies van hoeveelheid bot (botmassa) opeens heel snel gaan, soms wel 6% verlies per jaar. Na de overgang worden er namelijk nauwelijks vrouwelijke geslachtshormonen (oestrogenen) gemaakt door het lichaam. Deze hormonen spelen een belangrijke rol bij de aanmaak van het bot. Daarnaast worden vrouwen steeds ouder; bovendien hebben vrouwen minder stevige botten dan mannen. Bron: Stichting Osteoporose Nederland, 2009

27 30 Anatomie en fysiologie beenvlies compact been (achterkant) compact been (voorkant) rood beenmerg in sponsachtig been Een plat been (borstbeen) dat bestaat uit twee platen met dicht beenweefsel (compact been), waartussen sponsachtig been met daarin rood beenmerg Figuur 1.15 Een plat been spierweefsel Spierweefsel zorgt voor de normale lichaamshoudingen (stevigheid oftewel fixatie) en bewegingen (mobiliteit). In een aantal gevallen hebben spieren een beschermende functie, doordat ze een bouwelement zijn van de lichaamswand (borst- en buikwand). Spieren (spierweefsel) bestaan voornamelijk uit langgerekte cellen, ook wel spiervezels genoemd. Ze kunnen zich samentrekken (contraheren; contractie is samentrekking). We onderscheiden drie typen spierweefsel (figuur 1.16): Dwarsgestreept spierweefsel. Dit bestaat uit spiervezels met vele kernen. De cellen zijn met elkaar versmolten. Onder de microscoop kun je vele kleine dwarsstrepen zien. Dwarsgestreept spierweefsel komt vooral voor aan het skelet. De spieren zijn met pezen vastgehecht aan de botten. Dwarsgestreepte spieren reageren en werken snel, maar zijn daardoor ook snel moe. Ze werken afhankelijk van onze wil. Je kunt dus zelf bepalen of je je arm wilt buigen of niet. We noemen dit willekeurige spieren. Glad spierweefsel. Dit bestaat uit spoelvormige cellen, ieder met één kern in het midden. Glad spierweefsel komt voor in de wand van holle organen, zoals het darmkanaal en de bloedvaten. Gladde spieren trekken zich vrij langzaam samen en zijn bijna nooit moe. Ze reageren veel trager dan dwarsgestreepte spieren. Hun werking

28 1 Cellen en weefsels 31 myofibril kern a b c Figuur 1.16 Vergelijking van de drie soorten spiervezels; gladde spier (a), dwarsgestreepte spier (b) en hartspier (c). is niet afhankelijk van onze wil. We noemen dit onwillekeurige spieren. Hartspierweefsel. De bouw van dit weefsel lijkt op het dwarsgestreepte spierweefsel, maar de werking is zoals bij het gladde spierweefsel, dus onwillekeurig. Het hartspierweefsel kan snel reageren, maar is toch onvermoeibaar zenuwweefsel Zenuwweefsel bevindt zich in de hersenen en het ruggenmerg. Het bestaat uit zenuwcellen (neuronen), die zich speciaal toegelegd hebben op geleiding van prikkels. Verder bevat het zenuwweefsel nog andere cellen, die dienen voor steun, voeding en fagocytose (het opeten van micro-organismen en andere lichaamsvreemde stoffen) Zenuwcellen Zenuwcellen hebben een cellichaam met sterk vertakte uitlopers. Deze uitlopers maken het mogelijk dat zenuwcellen prikkels over bepaalde afstanden kunnen geleiden. De zenuwcellen samen vormen een netwerk van verbindingen tussen de weefsels waar prikkels worden opgevangen en de weefsels waar prikkels uiteindelijk tot een reactie leiden.

29 32 Anatomie en fysiologie neuriet (axon) cellichaam kern insnoering dendrieten mergschede schede van Schwann spiervezel eindplaatje Figuur 1.17 Schema van een motorische zenuwcel. Een zenuwcel (figuur 1.17) bestaat uit: een cellichaam met een kern; een of meer korte uitlopers (dendrieten); deze geleiden prikkels naar het cellichaam toe; één, meestal zeer lange, uitloper (axon of soms neuriet genoemd); deze geleidt de prikkels van het cellichaam af. Een axon kan met een eindplaatje eindigen op een spier of met een schakelplaats een verbinding vormen met een andere zenuwcel. De binnenkant van de hersenen en het ruggenmerg heeft licht gekleurde gebieden, de witte stof, en donkere gebieden, de grijze stof. De witte stof bestaat uit zenuwbanen en de grijze stof uit cellichamen met hun dendrieten. De meeste uitlopers van een zenuwcel zijn omgeven door een mergschede (myelineschede) en door voedselcellen, de schede van Schwann. De witte mergschede is de isolatielaag om de elektrische impulsen zeer snel te kunnen vervoeren. Er zijn drie soorten zenuwcellen: Sensorische neuronen (gevoelszenuwcellen). Deze voeren de prikkels vanuit de zintuigen, de huid en de slijmvliezen naar de hersenen. Motorische neuronen (bewegingszenuwcellen). Deze brengen de opdrachten vanuit de hersenen naar spieren en klieren. Schakelneuronen (schakelzenuwcellen). Deze brengen binnen hersenen en ruggenmerg prikkels over van het ene neuron op het andere Steuncellen Behalve uit zenuwcellen bestaat het zenuwweefsel ook uit steuncellen. Deze liggen tussen de zenuwcellen en zorgen voor steun en voeding van de zenuwcellen. Ze helpen bij de bescherming van zenuwcellen tegen schadelijke invloeden.